Tài liệu Nghiên cứu một số đặc điểm dịch tễ học, lâm sàng viêm phổi không điển hình do vi khuẩn ở trẻ em.

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Viêm phổi là nguyên nhân mắc và tử vong hàng đầu ở trẻ em dưới 5 tuổi. Theo báo cáo của Qũy Nhi đồng Liên hiệp quốc (UNICEF) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), khoảng 2 triệu trẻ em tử vong vì viêm phổi mỗi năm trên toàn thế giới [19]. Tử vong do viêm phổi chiếm 19% trong tổng số trẻ tử vong dưới 5 tuổi ở các nước phát triển [186]. Căn nguyên của viêm phổi trẻ em thường do vi rút, vi khuẩn và các sinh vật khác [189]. Trong đó, tác nhân gây viêm phổi không điển hình chiếm một vai trò quan trọng [38], [54], [209]. Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam còn chưa được nghiên cứu nhiều [15],[16]. Theo Forest và cs, tỷ lệ mắc viêm phổi không điển hình trong số viêm phổi mắc phải cộng đồng ở châu Mỹ khoảng 22% và tỷ lệ được điều trị là 91%. Châu Âu tỷ lệ mắc là 28%, tỷ lệ được điều trị là 74%. Ở châu Mỹ La tinh, tỷ lệ mắc là 21% và tỷ lệ được điều trị là 57%. Tại châu Á/ Phi, tỷ lệ mắc là 20%, tỷ lệ được điều trị là 10% [74]. Viêm phổi điển hình do Streptococus pneumoniae, Hemophilus influenzae, Moracella catarhalis… nhạy cảm với một số dòng kháng sinh cefalosporin, β lactam… trong khi viêm phổi không điển hình do Mycoplasma pneumoniae (M. pneumoniae), Chlamydia pneumoniae (C. pneumoniae) và Legionella pneumophila(L. pneumophila) chủ yếu nhạy cảm với dòng kháng sinh nhóm macrolide, quinolone và tetracycline [65], [93] [203]. Chẩn đoán nguyên nhân vi khuẩn gây viêm phổi không điển hình khó khăn do phải nuôi cấy trong môi trường đặc biệt, phương pháp huyết thanh học thì cho kết quả muộn (sau 10-14 ngày), tỷ lệ dương tính thấp [56], [167]. Sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật khuyếch đại gen (PCR) đã giúp chẩn đoán chính xác, nhanh chóng nguyên nhân vi khuẩn gây bệnh [40], [45], [64]. Tại Việt Nam, kỹ thuật chẩn đoán PCR chỉ làm được ở một số bệnh viện tuyến trung ương và các trung tâm y tế lớn. Viêm phổi không điển hình đa số phải điều 2 trị theo kinh nghiệm. Điều này làm gia tăng chủng vi khuẩn kháng kháng sinh, kéo dài thời gian điều trị [7], [106]. Viêm phổi không điển hình do M. pneumoniae, C. pneumoniae có thể lâm sàng nhẹ hoặc tự giới hạn [106], [161]. Viêm phổi do L. pneumophila hay gây viêm phổi nặng, tỷ lệ tử vong cao [141]. Viêm phổi không điển hình nặng được mô tả trong các trường hợp: suy đa tạng [57], [116], có biểu hiện ngoài phổi như: tổn thương hệ thần kinh [38], huyết học [100], tổn thương tim, tổn thương da, rối loạn điện giải; Mắc bệnh mạn tính, suy giảm miễn dịch [67]; Đồng nhiễm với vi khuẩn khác hoặc vi rút [90], [120]. Ở Việt Nam, viêm phổi không điển hình ở trẻ em có xu hướng tăng lên, nhất là do M. pneumoniae [9], [15], [16]. Viêm phổi do C. pneumoniae và L. pneumophila chưa được quan tâm nghiên cứu. Tìm hiểu đặc điểm dịch tễ học, biểu hiện lâm sàng, cận lâm sàng của viêm phổi không điển hình ở trẻ em nhập viện vì viêm phổi, áp dụng kỹ thuật chẩn đoán nguyên nhân vi khuẩn gây viêm phổi không điển hình bằng phương pháp sinh học phân tử PCR đa mồi (Multiplex-PCR) có kiểm chứng bằng kỹ thuật miễn dịch gắn men (ELISA) là nghiên cứu có tính cấp thiết và vấn đề nghiên cứu có tính phổ biến. Chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm dịch tễ học, lâm sàng viêm phổi không điển hình do vi khuẩn ở trẻ em” nhằm hai mục tiêu nghiên cứu sau đây: 1. Mô tả một số đặc điểm dịch tễ, lâm sàng của viêm phổi không điển hình do Mycoplasma pneumoniae,Chlamydia pneumoniae và Legionella pneumophila ở trẻ em điều trị tại Bệnh viện Nhi Trung ương từ tháng 07/ 2010 đến 3/2012. 2. Xác định một số yếu tố liên quan đến tình trạng nặng của bệnh viêm phổi không điển hình do vi khuẩn ở trẻ em. 3 Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Một số khái niệm  Viêm phổi không điển hình Viêm phổi do M. pneumoniae đã được công nhận từ nhiều năm trước khi nhận dạng bản chất của tác nhân gây bệnh. Sự thất bại trong việc sử dụng sulfonamides hoặc penicillin để điều trị viêm phổi đã phân biệt được tác nhân gây viêm phổi do M. pneumoniae hay viêm phổi điển hình do phế cầu (pneumococci). Việc không đáp ứng với trị liệu kháng khuẩn đã được nghĩ là “không điển hình” (atypical). Thuật ngữ này được sử dụng rộng rãi để nói tới bệnh viêm đường hô hấp do M. pneumoniae đối với con người [212]. Sau đó, các tác nhân khác gây bệnh cảnh lâm sàng tương tự đã được đưa vào nhóm viêm phổi không điển hình như C. pneumoniae, L. pneumophila... [11].  Đồng nhiễm Thông thường một bệnh nhiễm trùng chỉ do một mầm bệnh gây ra. Khi đồng thời cùng một lúc có hai hay nhiều mầm bệnh cùng phối hợp tác động gây bệnh. Khi đó gọi là nhiễm trùng hỗn hợp hay đồng nhiễm [8].  Bội nhiễm Trong khi bệnh đang tiến triển, chưa khỏi lại có mầm bệnh khác nhờ điều kiện thuận lợi đó mà xâm nhập cùng gây bệnh thì gọi là nhiễm trùng thứ phát hay bội nhiễm [8].  Viêm phổi không điển hình đơn thuần Bệnh nhân mắc viêm phổi chỉ do một tác nhân vi khuẩn gây viêm phổi không điển hình gây nên.  Viêm phổi không điển hình đồng nhiễm trong nhóm Bệnh nhân mắc viêm phổi do từ hai tác nhân vi khuẩn gây viêm phổi không điển hình gây nên.  Viêm phổi không điển hình đồng nhiễm ngoài nhóm Tình trạng trẻ mắc viêm phổi do hai hay nhiều tác nhân vi sinh gây nên, trong đó một tác nhân là do ít nhất một trong ba vi khuẩn gây viêm phổi không điển hình gây nên. 4 1.2. Lịch sử nghiên cứu viêm phổi không điển hình do Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae và Legionella pneumophila. 1.2.1. Viêm phổi do Mycoplasma pneumoniae Vi khuẩn Mycoplasma đầu tiên được phân lập từ môi trường nuôi cấy bệnh phẩm viêm phổi ở bò có tên Mycoplasma mycoides do Nocad và Roux công bố năm 1898 [160]. Năm 1930, Klieneberger mô tả Mycoplasma là vi khuẩn dạng L, không có thành tế bào, sống cộng sinh với các vi khuẩn có thành tế bào khác [122]. Dienes và Edsall lần đầu tiên đã phân lập được Mycoplasma từ một ổ áp xe hạch ở người vào năm 1937 [61]. Năm 1938, Reimann mô tả ca bệnh nhiễm Mycoplasma ở người, với thuật ngữ viêm phổi không điển hình tiên phát [180]. Năm 1941, Eaton đã thành công trong việc gây viêm phổi ở chuột bởi các mẫu đờm lấy từ bệnh nhân bị viêm phổi không điển hình tiên phát [66]. Vi sinh vật này được đặt tên là tác nhân Eaton, lúc đầu được cho là virut cho đến khi Liu (1957) phát hiện các kháng sinh có thể tác động lên nó [132]. Năm 1961, Marmion và Goodburn công nhận tác nhân Eaton là PPLO và nó không phải là vi rút [140]. Đến năm 1963, Chanock và cộng sự đã thành công trong việc nuôi cấy tác nhân Eaton trong môi trường không có tế bào và gọi nó là M. pneumoniae [48]. Trong các loài Mycoplasma gây bệnh ở người, M. pneumoniae được nghiên cứu nhiều nhất. Những năm gần đây, nhiều nghiên cứu về sinh học tế bào, đáp ứng miễn dịch, các kỹ thuật phát hiện M. pneumoniae trong phòng thí nghiệm, dịch tễ học và vai trò gây bệnh đường hô hấp của M. pneumoniae [212]. 1.2.2. Viêm phổi do Chlamydia pneumoniae Năm 1965 Woolridge lần đầu tiên phân lập được vi khuẩn tại ổ viêm kết mạc ở trẻ nhỏ tại Đài Loan và được đặt tên là TW 183 [227]. Đến năm 1983 Grayston lần đầu tiên phân lập được Chlamydia từ bệnh phẩm đường hô hấp với tên gọi AP-39 [88]. Sau đó được đổi tên là TWAR và được sử dụng trong các phòng xét nghiệm. Grayston cho rằng bệnh đã lưu hành trong dân cư từ nhiều thập kỷ trước [87]. Hiện nay, tên C. pneumoniae vẫn được sử dụng trong đa số các ấn phẩm khoa học [161]. 5 1.2.3. Viêm phổi do Legionella pneumophila Năm 1943 lần đầu tiên vi khuẩn L. pneumophila được phân lập bởi Tatlok [201]. MacDade và cs (1977) đã sử dụng phương pháp cô lập rickettsia để phát hiện Legionella [146]. Năm 1979 các chi của Legionella được Fraser phân lập từ ổ dịch xảy ra ở Phyladelphya – Mỹ [78]. Dondero [62], Glick [83] nhận ra môi trường truyền bệnh qua nguồn không khí ô nhiễm, tháp làm mát, hệ thống nước. Katz (1987) phát hiện môi trường thích hợp cho sự nhân lên của Legioella là 25- 420c, tối ưu là 350c [117]. Năm 1996 Fields đã công bố Legionella là vi khuẩn ký sinh nội bào trong nguyên sinh động vật nước ngọt cũng như động vật có vú [71]. Benson (1998) phân chia Legionella thành các loài và các typ huyết thanh [36]. 1.3. Đặc điểm dịch tễ học viêm phổi không điển hình do Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae và Legionella pneumophila 1.3.1. Đặc điểm dịch tễ học viêm phổi do Mycoplasma pneumoniae  Tác nhân vi sinh Mycoplasma pneumoniae  Vị trí và phân loại Mycoplasma pneumoniae Vào những năm 1960, Mycoplasma được xếp vào nhóm Mollicutes [212]. Phân loại hiện nay trong lớp Mollicutes bao gồm 4 dưới lớp, 5 họ, 8 bộ và khoảng 200 loài đã được biết đến và được phát hiện ở người, động vật có xương sống, động vật chân đốt và thực vật. M. pneumoniae là một thành viên trong họ Mycoplasmataceae và dưới lớp Mycoplasmatales [21].  Hình thái học và cấu trúc của Mycoplasma pneumoniae  Cấu trúc tế bào Mycoplasma pneumoniae M pneumoniae là loại vi sinh vật rất nhỏ có cấu trúc 300-500 nm. Các vi khuẩn này thiếu thành tế bào do vậy chúng có nhiều hình và mềm dẻo. Khuẩn lạc điển hình của M. pneumoniae khi nuôi cấy trong môi trường được làm giàu như thạch SP4 hiếm khi vượt quá 100µm và phải sử dụng kính hiển vi đa lập thể mới quan sát được đặc điểm hình thái của chúng [21], [212]. 6 Hình 1.1: Nhóm khuẩn lạc Mycoplasma pneumoniae hình cầu phát triển trên môi trường thạch SP4 [212].  Cấu trúc phân tử Mycoplasma pneumoniae Bộ gen của M. pneumoniae đã được Himmelreich giải trình tự vào năm 1996, bao gồm 816.394bp với 687 gen [103]. Cấu trúc gen học của M. pneumoniae gồm khoảng 800-850 cặp KB, chứa một gen RNA, cấu trúc RNA được sắp xếp theo thứ tự 5’-16S -23S - 5S - 3. Trong nhân có hai loại protein rất quan trọng gây ra đáp ứng miễn dịch là protein kết dính P1 và protein kết dính gián tiếp lên các tế bào bằng cách nhận diện các glycolypid trên bề mặt hoặc các sialoglycosaccharide alpha 2-3 nằm trên các glycoprotein [145].  Cấu trúc cơ quan bám dính Mycoplasma pneumoniae Bám dính vào biểu mô của cơ quan hô hấp là một bước quan trọng để M. pneumoniae lây nhiễm và xâm nhập thành công. Cơ quan này nằm ở một đầu của vi khuẩn, bao gồm một mạng các protein bám dính và các protein cần thiết khác. Protein bám dính chủ yếu (cytadhesin) tập trung dày đặc trên bề mặt của cơ quan này là protein P1 [193]. Hình 1.2: Cấu trúc cơ quan bám dính của Mycoplams pneumoniae [127] 7  Cơ chế gây bệnh Mycoplasma pneumoniae Cơ chế bệnh sinh của M. pneumoniae có liên quan đến nhiều thành phần, bao gồm quá trình kết dính giữa vi sinh vật và tế bào, sự tiết các chất H 2O2 và O, sự hình thành các tự kháng thể [82], [123]. Đại thực bào Đáp ứng miễn dịch tối thiểu trên bề mặt hô hấp Ô xy Kích hoạt Kích thích Cytokine Th2 - Type Biểu mô hô hấp Chấn thương trực tiếp – yếu Tường lửa Vận chuyển thụ động trong vòng tuần hoàn Mạch máu Cung cấp cho cơ quan xa Chất trung gian hoa học Bạch cầu trung tính Viêm mạnh Viêm phổi Cytokine Th2- Type Hen Điều chế miễn dịch Tế bào B Đặc điểm ngoài phổi( sự lấp mạch) Đặc điểm ngoài phổi ( gián tiếp) Gồm các cytokine tại chỗ Đặc điểm ngoài phổi (trực tiếp) Hình 1.3. Sơ đồ sinh bệnh học của viêm phổi, hen suyễn, và các biểu hiện ngoài phổi do nhiễm trùng Mycoplasma [156]. Có 2 đặc tính liên quan đến sinh bệnh học của M. pneumoniae gây bệnh ở người: vi khuẩn có ái lực chọn lọc trên tế bào biểu mô đường hô hấp, bám dính vào đầu sợi lông mao biểu mô đường hô hấp, di chuyển nhanh, gây ra bong tế bào biểu mô đường hô hấp. Ngoài ra, vi khuẩn sản xuất ra hydrogen peroxid, 8 một chất gây phá hủy tế bào, phá huỷ của màng hồng cầu. Sinh bệnh học của M. pneumoniae có liên quan đến hoạt động của các cytokin [139]. Mycoplasma có yếu tố tự miễn dịch, có thể giải thích cho những biểu hiện ngoài phổi [29], [82]. Nồng độ của các tự kháng thể tương quan thuận với mức độ nặng của bệnh [65]. Phản ứng miễn dịch qua trung gian tế bào và việc kích thích sản xuất cytokine càng nhiều, bệnh cảnh lâm sàng và tổn thương phổi càng trầm trọng [115]. Cơ chế sinh bệnh học các biểu hiện ngoài phổi do nhiễm trùng M. pneumoniae được phân thành ba loại: thứ nhất, loại trực tiếp, sản xuất cytokine tại chỗ; thứ hai, loại gián tiếp, điều chế miễn dịch - tự miễn dịch; thứ ba, loại gây tắc mạch máu, viêm mạch, huyết khối hoặc tình trạng tăng đông hệ thống. Cuối cùng, gây ra các loại biểu hiện trực tiếp ngoài phổi [156].  Nguồn truyền nhiễm Mycoplasma pneumoniae M. pneumoniae có ở khắp nơi trong tự nhiên, gây ra nhiều loại bệnh ở động vật. Ở người, M. pneumoniae không thuộc hệ vi khuẩn chí của đường hô hấp, việc phát hiện vi khuẩn này ở đường hô hấp có ý nghĩa lâm sàng nếu có kèm theo triệu chứng viêm đường hô hấp. Vi khuẩn này sống trong họng và dịch tiết hô hấp nhiều ngày trước khi khởi bệnh và tồn tại nhiều tuần sau đó. Ở giai đoạn lui bệnh chúng còn hiện diện trong dịch tiết hô hấp 6 – 8 tuần nữa. Nếu bệnh nhân ho thì đây là nguồn lan truyền mầm bệnh ra cộng đồng [115], [212].  Phương thức lây truyền Mycoplasma pneumoniae Nhiễm khuẩn M. pneumoniae lây truyền từ người sang người qua đường hô hấp từ các dịch tiết đường hô hấp khi ho, hắt hơi. Trẻ em tuổi đến trường là vật chủ trung gian quan trọng nhất lây lan trong và ngoài gia đình [115], [212].  Giai đoạn ủ bệnh Thời gian ủ bệnh có xu hướng âm ỉ trung bình khoảng 3 tuần [212].  Tính cảm nhiễm và miễn dịch  Tính cảm nhiễm Nhiễm trùng M. pneumoniae xảy ra ở cả người lớn và trẻ em với mức độ bệnh khu trú hoặc bệnh dịch. Tỷ lệ mắc cao gặp ở lứa tuổi học sinh [77], [212]. 9 Những trẻ em bị suy giảm hệ thống miễn dịch hay dùng thuốc ức chế miễn dịch có nguy cơ cao bị viêm phổi nặng khi nhiễm M. pneumoniae [34].  Tính miễn dịch Nhiều phản ứng xảy ra sau khi nhiễm M. pneumoniae. Kháng thể đặc hiệu IgM xuất hiện sớm nhất khoảng 1 tuần sau khi khởi bệnh, tiếp theo là IgA và sau cùng là IgG [212]. Các kháng thể đặc hiệu do các protein kết dính kích thích tạo ra (IgM, IgA) sẽ ức chế sự kết dính giữa M. pneumoniae và các tế bào biểu mô đường hô hấp giúp hạn chế các tổn thương xảy ra. IgA trong dịch tiết hô hấp có tác dụng lớn hơn IgA trong huyết thanh trong việc chống lại nhiễm trùng tái phát do Mycoplasma. Một số biến chứng ngoài phổi xảy ra do nhiễm trùng Mycoplasma có liên quan đến cơ chế miễn dịch, không phải trực tiếp do nhiễm khuẩn. Chức năng miễn dịch bị biến đổi gây ra bởi M. pneumoniae có thể tạo điều kiện thuận lợi cho nhiễm trùng với các vi sinh vật khác giải thích lý do đồng nhiễm dẫn đến bệnh nặng [28]. Miễn dịch đối với M. pneumoniae thường tạm thời và tái phát thường xuyên [209]. Miễn dịch kéo dài khoảng bốn năm [70]. Những người có kháng thể sẽ được bảo vệ sau khi bị tái nhiễm M. pneumoniae [212].  Phân bố và sự lưu hành  Phân bố theo tuổi Bệnh gặp ở mọi lứa tuổi, phổ biến nhất ở tuổi đi học 5- 14 tuổi [212]. Hình 1.4. Tỷ lệ viêm phổi do nhiễm Mycoplasma pneumoniae theo tuổi [75] 10  Phân bố theo mùa Bệnh xảy ra bất cứ thời điểm nào trong năm nhưng có xu hướng bùng phát vào cuối hè và mùa thu. Ở các nước ôn đới bệnh xảy ra vào đầu mùa thu và đỉnh cao vào mùa đông [167], [212]. Dịch tễ của M. pneumoniae xảy ra có tính chu kỳ từ 4 - 8 năm. Xu hướng thường xuyên hơn ở những quần thể kín như quân đội, nhà tù, trại trẻ. Các dịch bệnh có thể kéo dài 1-2 năm trong các cộng đồng lớn hơn [212].  Phân bố theo địa lý Dịch bệnh xuất hiện ở tất cả các quốc gia. Dịch tễ học về bệnh chủ yếu được nghiên cứu ở Hoa Kỳ, châu Âu và Nhật Bản [24], [70], [169], [212]. Ở Mỹ, nhiễm trùng do M. pneumoniae chiếm từ 15 - 20% các trường hợp viêm phổi mắc phải ở cộng đồng. Đặc biệt vào mùa hè có thể gây 50% trong tổng số viêm phổi mắc phải ở cộng đồng [212]. Ở châu Âu, báo cáo từ 10 quốc gia trong Liên minh châu Âu, từ cuối năm 2010 đến 2012, một số nước châu Âu đã trải qua sự bùng phát nhiễm M. pneumoniae. Một số dịch liên quan đến tình trạng kháng macrolid của M. pneumoniae [70]. Dịch bệnh từ 4,1/100.000 dân (10/2010) tăng lên 23,1/100.000 dân (10/2011) [24], [40], [208]. Ở Phần Lan từ năm 1995 đến 2011, có 22.835 trường hợp đã được thông báo. Dịch bệnh trước đó xảy ra trong những mùa đông năm 2000-2002 và năm 2004-2006. Đỉnh cao trong năm 2005 (1881 trường hợp, 36/100.000 dân) [169]. Một nghiên cứu đa quốc gia ở châu Á (2005) cho thấy M. pneumoniae là nguyên nhân quan trọng gây viêm phổi mắc phải ở cộng đồng trong đó trẻ em chiếm 22,3% [158].  Giới tính Tỷ lệ nhiễm M. pneumoniae ở cả hai giới là tương đương. Ở Tecumseh, tỷ lệ nhiễm ở phụ nữ cao hơn do họ tiếp xúc gần với trẻ em [75].  Chủng tộc Hầu như không có sự khác nhau về tỷ lệ nhiễm bệnh cũng như triệu chứng lâm sàng của viêm phổi giữa các chủng tộc [212]. 11  Nghề nghiệp Tỷ lệ nhiễm cao trong các tân binh, các bà mẹ có con ở tuổi đến trường, ở những người làm việc trong môi trường bệnh viện [212].  Yếu tố kinh tế xã hội Ở những quốc gia kinh tế phát triển, có điều kiện vệ sinh cao, phơi nhiễm với M. pneumoniae bị trì hoãn đến cuối thời thơ ấu, khi bị bệnh dễ biểu hiện nhiều triệu chứng nặng hơn [212]. 1.3.2. Đặc điểm dịch tễ học viêm phổi do Chlamydia pneumoniae  Tác nhân vi sinh Chlamydia pneumoniae  Vị trí và phân loại Chlamydia pneumoniae Chlamydia gồm hai chi Chlamydia và Chlamydophila thuộc họ Chlamydiaceae, bộ Chlamydiales. C. pneumoniae là một trong 4 loài thuộc họ Chlamydiaceae gây bệnh cho người.  Hình thái, cấu trúc Chlamydia pneumoniae  Cấu trúc tế bào Chlamydia pneumoniae Chlamydia là sinh vật bắt buộc phải sống trong tế bào vật chủ. Vách của Chlamydia có cấu tạo giống vách của vi khuẩn Gram âm, với lipopolysaccharide ở màng ngoài [124]. Hình thức khác thường Hình 1.5: Sơ đồ mô phỏng Chu trình nhân lên của Chlamydia tiểu thể cơ bản EB (Elementary Body) truyền nhiễm và tiểu thể dạng lưới RB (reticulate body) không truyền nhiễm [20]. 12 Tiểu thể cơ bản - Elementary Body (EB) ở dạng đặc biệt không hoạt động, tồn tại trong môi trường ngoại bào. Bên trong tế bào, thể lưới reticulate body (RB) ở dạng hoạt động và có khả năng sinh sản. Chlamydia cần adenosine triphosphate (ATP) và nguồn chất dinh dưỡng từ một tế bào chủ để trao đổi chất và nhân lên [161].  Cấu trúc kháng nguyên Chlamydia pneumoniae Chlamydia có nhiều kháng nguyên protein đặc hiệu cho chi, cho loài và cho typ huyết thanh [20]. - Lipopolysaccharide (LPS): đặc hiệu chung cho chi. LPS đóng vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của nhiễm trùng Chlamydia [20]. - Protein chính ở màng ngoài (MOMP) – protein 40 kilo Dalton (KDa) là kháng nguyên (KN) nổi trội ở màng ngoài do gen omp1 quy định [20]. - Phức hợp protein màng ngoài (omc) được hình thành bởi 3 protein: MOMP và 2 protein giàu cystein omcA và omcB [182]. - Protein màng ngoài đa hình thái (PMP) là một nhóm protein (20 protein) nằm ở bề mặt [20]. - Hệ thống dịch tiết type III: khi được hoạt hóa, protein của Chlamydia được bơm vào trong bào tương của tế bào chủ, tạo tín hiệu cho tế bào chủ chuyển chất dinh dưỡng vào cho thể vùi. Các protein này còn tham gia vào quá trình ly giải tế bào chủ để giải phóng EB [20]. - Protein shock nhiệt (Hsp) Hsp 10, Hsp60 và Hsp 70 có tính sinh miễn dịch cao nên có vai trò chủ yếu trong cơ chế bệnh sinh và tham gia gây bệnh tự miễn dịch, dẫn đến xơ hóa [20]. Chlamydia có chứa 60 protein màng được tiết từ bộ máy màng tiết loại III. Chúng tham gia tiếp xúc với các tế bào chất của tế bào chủ và để lưu trữ tế bào chất tạo điều kiện thuận lợi cho sự tăng trưởng Chlamydia [20].  Cấu trúc phân tử Chlamydia pneumoniae Bộ gen của C. pneumoniae chủng J39 và chủng CUL 039 đã được giải trình tự. Bộ gen của C. pneumoniae là 1,13.106 Bp (base pair). Bộ gen của Chlamydia tương đối bền vững, ít sắp xếp lại [20]. 13  Cơ chế gây bệnh Chlamydia pneumoniae Những biểu hiện bệnh lý của nhiễm Chlamydia là do miễn dịch của cơ thể quyết định. Miễn dịch tế bào được cho là quan trọng trong phản ứng quá mẫn dẫn đến tổn thương mô, đặc biệt ở nhiễm trùng tiềm tàng và tái diễn.  Về đáp ứng kháng thể Cơ chế hình thành hai loại kháng thể: đặc hiệu nhóm chống LPS và đặc hiệu loài IgG, IgM và IgA có trong huyết thanh và trong dịch tiết tại chỗ chống kháng nguyên MOMP. IgM xuất hiện sớm, có thể duy trì ở các nhiễm trùng phức tạp, IgA là dấu hiệu của nhiễm trùng tiềm tàng [20].  Về đáp ứng tế bào Ở nhiễm trùng cấp tính, tế bào bạch cầu đa nhân đáp ứng nhanh để bất hoạt Chlamydia. Tiêu diệt vi khuẩn nhờ chức năng của tế bào lympho T. Cả hai loại tế bào CD4 và CD8 đều có vai trò bảo vệ. Tế bào CD4 lympho “hỗ trợ” th1 đặc hiệu MOMP đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch [21].  Về các cytokin Tế bào biểu mô nhày nhiễm Chlamydia tạo ra nhiều cytokin bao gồm IL - 1α, IL - 6, IL - 8, GRO – α, GM - CS F (granulocyte – Macrophage colonystimulating factor) – yếu tố kích thích tập hợp đại thực bào – tế bào hạt. Các Interferon, đặc biệt TNF – α (Tumor necrosis factor –anpha) góp phần quan trọng trong đáp ứng miễn dịch chống nhiễm trùng do Chlamydia [20].  Nguồn bệnh Chlamydia pneumoniae Con người là nguồn chứa C. pneumoniae. Bệnh lây từ người sang người hoặc từ động vật bị bệnh sang người không qua vector truyền bệnh [124].  Phương thức lây truyền Chlamydia pneumoniae C. pneumoniae lây truyền từ người này sang người khác qua dịch tiết đường hô hấp [124], [161]. Nhiễm trùng có thể đạt được qua đường truyền bệnh từ những người mang trùng không triệu chứng [187]. Vi khuẩn không lây truyền qua đường tình dục [161]. 14  Giai đoạn ủ bệnh Chlamydia pneumoniae Giai đoạn ủ bệnh của C. pneumoniae là một vài tuần. Khoảng thời gian 3 tuần được chứng minh giữa phơi nhiễm và bệnh trong đợt bùng phát C. pneumoniae [124].  Tính cảm nhiễm và miễn dịch Chlamydia pneumoniae  Tính cảm nhiễm Mọi người đều có khả năng cảm nhiễm cao với bệnh, lên tới 50% người trưởng thành có kháng thể chống lại C. pneumoniae. Bệnh gặp ở cả hai giới và ở mọi nhóm tuổi [124], [162].  Tính miễn dịch Nhiễm trùng với C. pneumoniae đã gây ra các đáp ứng huyết thanh miễn dịch IgM, IgA, IgG. Người nhiễm C. pneumoniae phát triển đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào được chứng minh bởi thử nghiệm chuyển đổi lymphocyte ở máu ngoại vi hoặc lymphocyte hoạt dịch [124]. Sau khi nhiễm bệnh, sẽ có miễn dịch đặc hiệu với vi khuẩn nhưng thời gian miễn dịch không bền, hầu hết người bị nhiễm và tái nhiễm trong suốt cuộc đời [124], [162]. Kháng thể từ nhiễm trùng đầu tiên thường bị mất trong vòng khoảng 5 năm và tái nhiễm với C. pneumoniae đã được chứng minh dựa trên theo dõi huyết thanh thu thập được trong suốt nhiều năm [226].  Phân bố và sự lưu hành Chlamydia pneumoniae  Phân bố theo tuổi Nhiễm trùng xuất hiện chủ yếu ở tuổi học đường [97]. Tỷ lệ mắc dưới 5 tuổi là 1-3%; 5-9 tuổi là 10- 40% ; 10 đến 15 tuổi là 19-35% [93], [187]. Ở châu Á, tỷ lệ mắc C. pneumoniae là 4,6% tại một nghiên cứu đa trung tâm, trong đó trẻ em chiếm 4,1% trong các nguyên nhân gây viêm phổi mắc phải cộng đồng [158].  Phân bố theo giới Phân bố theo giới là như nhau ở trẻ dưới 15 tuổi [124]. 15  Phân bố theo địa dư C. pneumoniae phân bố trên toàn thế giới. Các nghiên cứu huyết thanh người trưởng thành từ 10 khu vực khác nhau trên thế giới thấy tần suất cao hơn ở dân cư vùng nhiệt đới. Tại Mỹ và nhiều quốc gia khác, C. pneumoniae lưu hành trong huyết thanh của trên 50% dân cư [74]. Ước tính số trường hợp viêm phổi do C. pneumoniae tại Mỹ là 300.000 trường hợp mỗi năm, tác nhân gây bệnh được ước tính gây ra 10-20% viêm phổi mắc phải cộng đồng (CAP) ở người trưởng thành [208]. Trên toàn cầu, Forest phân tích sử dụng 2 cơ sở dữ liệu quốc tế cho thấy rằng tỷ lệ viêm phổi mắc phải cộng đồng do C. pneumoniae từ 4337 bệnh nhân là 8% ở Bắc Mỹ, 7% ở châu Âu, 6% ở châu Mỹ La tinh và 5% ở châu Á [74].  Phân bố theo thời gian Bệnh xảy ra theo chu kỳ mỗi 4-8 năm [124], [162]. Bệnh xảy ra quanh năm, có xu hướng tăng vào mùa hè. Tỷ lệ cao hơn C. pneumoniae được ghi nhận từ tháng sáu đến tháng mười [173]. 1.3.3. Đặc điểm dịch tễ học viêm phổi do Legionella pneumophila  Tác nhân vi sinh Legionella pneumophila  Vị trí và phân loại Legionella pneumophila Loài L. pneumoniae thuộc chi Legionella họ Legionellaceaea. Hiện nay chi Legionella gồm ít nhất 50 loài và 71 type huyết thanh. Số lượng các loài và nhóm huyết thanh của Legionellae tiếp tục tăng [72]. Có ít nhất 24 trong số này có liên quan với bệnh ở người. Phần lớn bệnh do Legionella ( 90%) được gây ra bởi L. pneumophila, L. pneumophila huyết thanh nhóm 1 chịu trách nhiệm hơn 84% các trường hợp viêm phổi [157].  Hình thái học và cấu trúc  Cấu trúc tế bào L. pneumophila Vi khuẩn đa hình thái, hiếu khí, thường gặp dạng trực khuẩn Gram âm (bắt màu yếu), đôi khi gặp hình cầu hoặc hình sợi. Kích thước thay đổi 0,30,9 µ m x 2- 20 µ m. Hình thể thay đổi theo những điều kiện nuôi cấy và môi trường nuôi cấy khác nhau. Vi khuẩn di động, có một lông ở một đầu, không sinh nha bào, không có vỏ [166]. 16 Màng tế bào của L. pneumophila chứa một lipopolysaccharide (LPS) tạo đáp ứng miễn dịch của vật chủ [33]. Hình 1.6. Hình ảnh prokaryote của L. pneumophila [6] Các kháng nguyên nằm trên màng tế bào giúp xác định nhóm khác nhau trong chi Legionella. L. pneumophila nhóm 1 LPS cũng có một kháng nguyên O. Kháng nguyên O là yếu tố quyết định các đặc tính của nhóm trong chi [161].  Cấu trúc phân tử Legionella pneumophila Cấu trúc di truyền của bộ gen Legionella được nghiên cứu qua thời gian dài. Trong 5 năm 4 trình tự gen của L. pneumophila nhóm 1 đã hoàn thành bao gồm Philadenphia nhóm 1 [30], Paris strans gây ra 12 % bệnh ở Pháp [146], dòng Lens stran gây bùng phát dịch lớn ở Pháp và chủng Corby stran [112]. Năm 2010, dòng 570-CO-H đã được giải trình tự [82]. Kích thước bộ gen từ 3,3 – 3,5 Mb, số lượng gen dự đoán 3001 – 3259, nội dung G+C 38%, tỷ lệ phần trăm của vùng mã hóa 88 -92% [46], [82].  Cơ chế gây bệnh Legionella pneumophila  Độc lực và khả năng gây bệnh Độc tố là yếu tố quan trọng đối với khả năng nhiễm và nhân lên của L. pneumophila bên trong amip. Một số các yếu tố độc lực khác có thể giúp cho vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể con người. Sự tương tác giữa độc lực của Legionella với các tế bào thực bào có thể chia thành các bước [33]: - Gắn các vi sinh vật lên thụ thể trên bề mặt tế bào nhân điển hình. - Xâm nhập của vi sinh vật vào tế bào thực bào. - Thoát khỏi sự tấn công diệt khuẩn. 17 - Hình thành một không bào sao chép (một ngăn bên trong tế bào cho quá trình sao chép của vi khuẩn). - Nhân nội bào và giết chết các tế bào chủ. Khi Legionella thâm nhập vào phổi của người bệnh, vi khuẩn bị thực bào bởi đại thực bào ở túi phổi. Tuy nhiên, chỉ chủng độc hại có thể nhân lên bên trong tế bào thực bào và ức chế sự hợp nhất của phagosome với lysosome. Vi khuẩn có thể sau đó lây nhiễm tới các đại thực bào khác. Như vậy vi khuẩn tăng lên rất nhanh trong phổi [33]. Trong quá trình thực bào, Legionella bắt đầu các hoạt động sau: - Sự ức chế của cụm oxy hóa - Giảm axit hóa phagosome - Chặn sự trưởng thành của phagosome - Thay đổi sự di chuyển trong bào quan Vào trong amip: thụ thể trung gian hấp thu, đòi hỏi dot/icm, thụ thể Gal/ GalNAc Dạng nhân lên trong sự kết hợp lưới nội chất Vào đại thực bào: đòi hỏi Actin phụ thuộc, dot/icm Ra khỏi amip: hoại tử- hình thành lỗ rỗng Cạn kiệt Amimo axit Tích tụ ppGpp Pha không di động Sự biểu hiện gen nội bào di động Ra khỏi đại thực bào: hình thành lỗ rỗng, hoại tử Apotosis Hình 1.7. Vòng đời của L. pneumophila trong các đại thực bào động vật nguyên sinh và con người [72]. Do đó, Legionella ngăn chặn các hoạt động diệt khuẩn của thực bào và biến đổi các phagosome thành chỗ thích hợp cho quá trình nhân lên của chúng. Vi khuẩn này có thể thoát khỏi tế bào chủ bằng cách ly giải thông qua sự hình thành các lỗ trên màng hoặc vẫn nằm bên trong amip [152]. 18  Cấu trúc bề mặt liên quan đến khả năng gây bệnh Cấu trúc bề mặt đóng một vai trò quan trọng trong việc gây bệnh của Legionella. Cùng với roi và pili, một số vi khuẩn có liên quan đến việc tuân thủ, xâm nhập của Legionella vào đại thực bào phế nang và động vật nguyên sinh. Những protein này bao gồm: • Protein màng ngoài lớn (MOMP) • Protein sốc nhiệt (Hsp60) • Sự lây nhiễm chủ yếu của protein potentiator. Cấu trúc này là những protein bao gồm: protein màng ngoài lớn (MOMP), protein sốc nhiệt (Hsp60), sự lây nhiễm chủ yếu của protein potentiator [77].  Nguồn bệnh Legionella pneumophila Legionella sống ở khắp mọi nơi, đặc biệt hay cư trú trong môi trường nước [72], [217]. Legionella có thể sống sót và phát triển trong môi trường tế bào amip, như vậy vi khuẩn có khả năng sống dai dẳng trong tự nhiên [218].  Phương thức lây truyền Legionella pneumophila Vi khuẩn Legionella có thể được phát tán thông qua những hạt nước nhỏ li ty. Một nguồn nước ô nhiễm (ví dụ như một đài phun nước) có các giọt nước có chứa Legionella thường được gọi là các sol khí [33]. Không có bằng chứng lây truyền bệnh từ người sang người [218].  Thời kỳ ủ bệnh Legionella pneumophila Thời kỳ ủ bệnh trung bình của bệnh Legionella là 2-10 ngày [165].  Tính cảm nhiễm và miễn dịch Legionella pneumophila  Tính cảm nhiễm Đa số bệnh nhân tiếp xúc với L. pneumophila nhưng không có triệu chứng. Người lớn tuổi dễ có nguy cơ mắc bệnh. Trẻ em viêm phổi do Legionella ít gặp thường xảy ra sau 4 tuổi [165]. Những trẻ dùng thuốc ức chế hệ thống miễn dịch (cấy ghép hoặc hóa trị liệu) cũng có nguy cơ cao nhiễm bệnh [141]. 19  Tính miễn dịch Việc bảo vệ vật chủ chống lại Legionella dựa chủ yếu vào cơ chế miễn dịch qua trung gian tế bào. Ít nhất hai loại protein được sản xuất bởi L. pneumophila có thể gây ra miễn dịch qua trung gian tế bào, đó là các protein tiết chính (MSP, 39 kDa) và protein màng ngoài (ompS, 28 kDa) [72]. Tái nhiễm L. pneumophila đã được báo cáo ở bệnh nhân suy giảm miễn dịch nặng. Miễn dịch bẩm sinh bao gồm các tế bào vật chủ và cytokine, được sản xuất bởi các đại thực bào được kích thích bởi các kháng nguyên của vi khuẩn. Các đại thực bào kích hoạt tế bào lympho sản xuất cytokine, chẳng hạn như interferon nhằm hạn chế sự phát triển và lây lan của vi khuẩn nội bào [79].  Phân bố và sự lưu hành Legionella pneumophila  Phân bố theo tuổi Trẻ em viêm phổi do Legionella ít gặp thường xảy ra sau 4 tuổi [165].  Phân bố theo giới: bệnh gặp ở nam giới cao hơn nữ giới [217].  Phân bố theo địa lý Bệnh Legionella xảy ra trên toàn thế giới. Đa số các trường hợp bệnh Legionella đã được xác định ở các nước nhiệt đới. Tại Mỹ, khoảng 8.000 – 18.000 trường hợp mắc bệnh Legionnaires nhập viện hàng năm [166], [184]. Theo CDC giai đoạn 1980-1998 có 360 người mắc mỗi năm [35]. Theo số liệu của Tập đoàn công tác châu Âu về tỷ lệ nhiễm Legionella (EWGLI) năm 2007 có 5.907 trường hợp. Năm 2008 là 5.960 trường hợp [114].  Phân bố theo mùa Tỷ lệ bệnh Legionella thay đổi theo mùa, cao nhất trong tháng mùa hè và mùa thu [33], [72]. Trường hợp nhiễm trùng bệnh viện xảy ra quanh năm, không có mô hình theo mùa.  Chủng tộc: Không có mối liên hệ thống nhất giữa chủng tộc và nguy cơ mắc bệnh do Legionella. Nhiễm bệnh do Legionella mắc phải ở cộng đồng ở người da đen cao hơn người da trắng [198]. 20  Yếu tố kinh tế xã hội Tình trạng kinh tế xã hội có thể liên quan với nguy cơ mắc Legionella (hút thuốc lá, du lịch, bệnh cơ bản) [166]. Bệnh viện là nơi truyền bệnh Legionella. Hệ thống nước cấp và nước thải, các dụng cụ tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân là nguồn bệnh và đường lây truyền bệnh [166]. Đi du lịch là yếu tố nguy cơ lây lan bệnh liên quan đến 21% trường hợp nhiễm bệnh L. pneumophila tại Hoa Kỳ và 30% ở châu Âu [114]. Thuốc lá làm tăng nguy cơ nhiễm bệnh Legionella từ 2 - 4 lần so với người không tiếp xúc với thuốc lá. Khói thuốc làm giảm vai trò của thực bào phế nang đối với vi khuẩn L. pneumophila [118], [217]. 1.4. Đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng và điều trị viêm phổi do Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae và Legionella pneumophila 1.4.1. Đặc điểm lâm sàng viêm phổi do Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae và Legionella pneumophila Theo Esposito S. [68] và Cunha B. A. [54], trên lâm sàng, viêm phổi do M. pneumoniae, C. pneumoniae không phân biệt được với viêm phổi gây ra bởi vi khuẩn hoặc virus khác. M. pneumoniae là một tác nhân gây viêm phổi với các mức độ bệnh nặng nhẹ khác nhau [29], [59]. Các bệnh nhiễm trùng hô hấp do C. pneumoniae xuất hiện nhẹ không có triệu chứng hoặc cấp tính, nhưng thường là một căn bệnh mạn tính [161], [215]. Sau giai đoạn ủ bệnh khoảng 2- 3 tuần, bệnh khởi phát từ từ và nhẹ, sau đó tăng dần và rầm rộ với các triệu chứng: ớn lạnh, sốt. Nhiễm trùng do M. pneumoniae thường sốt cao, rét run, mệt mỏi, khó chịu, đau đầu. Trẻ lớn hay gặp đau họng, ngứa họng, ho, khàn tiếng, đau cơ, đau ngực. Nghe phổi có thể thấy ran ẩm, ran phế quản. Gõ đục khu trú ở một vùng của phổi [12]. Ho khan và đau đầu xuất hiện sớm ở giai đoạn khởi bệnh. Ho nhiều, khàn tiếng, ho đờm trắng sau vài ngày rồi kéo dài một tháng hoặc hơn. Đau