VnKienThuc
Xã hội học tập
- Xu
- 19
Gần đây, có tin Việt Nam là quốc gia đầu tiên chế tạo thành công kit thử nghiệm virus corona trong 70 phút (1). Trước đó 1 ngày, Hong Kong cũng công bố đã phát triển thành công test thử nghiệm virus corona nhanh nhất trong vòng 40 phút (2). Bài viết này giải thích virus corona được xét nghiệm thế nào và chúng ta đang ở đâu trong cuộc chạy đua tìm ra bộ test.
Xét nghiệm Virus Corona không đơn giản
- Virus Corona là họ virus RNA, là chỉ có một chuỗi RNA đơn chứa bên trong vỏ protein hình cầu có các gai (vương miện corona) bên ngoài. Cách xét nghiệm hiện nay cho Virus Corona là phương pháp rRT-PCR (Real-Time Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction, làm ngược lại từ RNA về DNA) nhằm tìm ra sự có mặt của đoạn gen đặc thù của virus Corona nCov-19. Công nghệ phân tích gene đã giúp các nhà khoa học rất nhiều trong việc sớm sàng lọc và tìm ra gene virus Corona mới này.
Sau khi đã nhân RNA (qua DNA) của virus Corona từ bệnh nhân nghi ngờ mắc bệnh, các nhà nghiên cứu sẽ so sánh với gene DNA của virus tách chiết từ bệnh nhân với đoạn từ ngân hàng DNA di truyền (mồi đặc hiệu) của Virus Corona, nếu các đoạn này kết hợp (match) với nhau thì test là dương tính. Kết hợp xét nghiêm dương tính PCR, bệnh sử, và triệu chứng lâm sàng, BS sẽ kết luận bệnh nhân mắc Virus Corona. CDC Hoa Kỳ có hướng dẫn cách làm rRT-PCR nếu các bạn quan tâm (3). Bộ Kit của CDC có N1,N2 (cho coronavirus) và N3 (SARS, như control), lưu ý là cả N1+, N2+, và N3 phải dương tính thì test mới được xem là dương tính.
- Test nhận Virus Corona có thể hiểu như việc chúng ta đi sở thú và nhận ra con nào là sư tử. Có thể chúng ta chưa bao giờ gặp một con sư tử thật ngoài đời nhưng chúng ta đã xem phim, xem hình, xem TV, nên có một "ngân hàng thú vật" trong đầu. Khi gặp một con thú 4 chân có bườm, lông màu vàng, có râu, hay nhe răng gầm gừ, chúng ta so sánh các đặc điểm nhận dạng riêng biệt này trong "ngân hàng thú vật" trong não chúng ta và nhận ra có thể đó là con sư tử. Test Virus Corona cũng vậy, dùng các đặc điểm đã nhận dạng (gene) của con virus để xác nhận sự có mặt virus này có trong các bệnh nhân mới.
Làm sao rút ngắn thời gian test
- Do test virus Corona phức tạp, đòi hỏi nhiều bước, và cần có bệnh phẩm đầy đủ từ bệnh nhân nên việc xét nghiệm thường lâu hơn, khiến cho việc chẩn đoán và tiên đoán dịch Virus Corona khó khăn.
Thông thường mẫu xét nghiệm từ bệnh nhân được lấy từ phần trên hệ hô hấp (mũi, vòm họng), phần dưới hệ hô hấp (phổi), và cộng thêm từ máu bệnh nhân. Sau khi có mẫu xét nghiệm, các chuyên viên sẽ chiết tách ra mẫu gene và dùng kỹ thuật RT-PCR chẩn đoán. Hai ca bệnh Virus Corona ở Việt Nam xuất bản trên tạp chí New Englang Journal of Medicine đã dùng cách này.
Tuy nhiên, cách chẩn đoán này có nhiều điểm bất lợi như thời gian vẫn còn lâu (từ 1-2 ngày cho test thường, hay 2-6 tiếng cho test nhanh). Việc công bố các test ngắn 70 phút (Việt Nam) hay 40 phút (Hong Kong) là những tuyên bố đáng chú ý.
- Các nhà nghiên cứu từ Hong Kong tìm ra cách nhân bản DNA nhanh hơn trong môi trường mới bằng cách tăng nhiệt độ rất nhanh so với cách làm PCR thông thường. Bằng cách này, team của GS Wen Weijia có thể phát hiện ra gene virus Corona trong thời gian ngắn. Mẫu xét nghiệm sẽ lấy thẳng từ mũi bệnh nhân nên cách xét nghiệm cũng đơn giản hơn.
- Các nhà nghiên cứu từ Việt Nam dùng công nghệ RT-LAMP (Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification) để dò tìm virus Corona. Công nghệ này cũng lấy bản cDNA từ RNA, nhưng sau đó dùng DNA polymerase để sản xuất ra hàng triệu copy, không dùng nhiệt như kỹ thuật PCR (4). RT-LAMP thường nhanh hơn và dùng nhiều trong kỹ thuật y sinh.
- Một hướng khác làm giảm thời gian xét nghiệm khác là test tìm xem các kháng thể (của cơ thể tạo ra khi tấn công virus Corona) như một cách xét nghiệm sự có mặt của virus. Ví dụ điển hình của test kháng thể nhanh là test HIV. Khi virus HIV vào trong cơ thể, cơ thể chúng ta tạo ra các kháng thể chiến đấu với HIV, quá trình này mất khoảng vài tuần. Đây là thời gian bệnh nhân mắc HIV nhưng test chưa dò ra virus do cơ thể chưa sản sinh đủ kháng thể, hay còn gọi là window period (5).
Với xét nghiệm virus Corona, chúng ta không muốn có thêm thời gian chờ (window period) vì có thể thêm nhiều người mắc bệnh nên hướng test này có thể không khả thi. Thêm nữa, một nghiên cứu khác về xét nghiệm tìm kháng thể MERS-CoV (bà con của virus Corona) cho thấy khả năng dò tìm kháng thể thấp trong bệnh nhân đã xác nhận có virus MERS-CoV bằng PCR (6).
- Gần đây, BS Charles Chiu từ bệnh viện đại học UCSF California đã dùng công nghệ CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), hay được gọi là công nghê chỉnh sửa gene hay chiếc dao mổ phân tử (7). CRISPR là đoạn DNA bản sao đặc thù của virus từng tấn công vào tế bào. Lần sau, khi virus tấn công vào, tế bào này dùng CRISPR để ghi nhớ và phá huỷ. BS Chiu đi xa hơn, dùng CRISPR của Virus Corona như một đoạn gen đặc thù để tìm ra sự có mặt của virus. Test mới này sẽ mất khoảng 1g, so với 6g nhanh nhất của bộ test CDC.
Tính hiệu quả của một xét nghiệm gồm: độ nhạy (sensitivity), độ đặc hiệu (specificity), khả năng tiên lượng (positive/negative predictive values) giá thành, và cách sử dụng
Trong Y khoa, một xét nghiệm có hiệu quả phải thỏa mãn các tiêu chí về độ nhạy cao, độ đặc hiệu cao, khả năng tiên lượng tốt (âm tính/dương tính), giá thành, thời gian xét nghiệm ngắn, quy trình xét nghiệm đơn giản, và cách sử dụng.
Để quý vị hiểu đơn giản về các khái niệm này, tôi lấy ví dụ về bài toán đi tìm cá mập trên biển. Quý vị đang bay trực thăng trên trời, nhìn xuống đại dương xanh thẳm mát rạt bên dưới, tự dưng quý vị muốn tắm biển và quý vị tự hỏi bên dưới có con cá mập trắng nào hay không. Quý vị có một chiếc máy dò tìm cá mập trên máy bay.
Hãy so sánh virus Corona như con cá mập quý vị cần tìm và chiếc máy dò tìm cá mập là test xét nghiệm virus.
Độ nhạy của chiếc máy dò này là khả năng (phần trăm) máy phát hiện biển xanh có cá mập nếu máy phát ra tính hiệu (xét nghiệm dương tính). Độ đặc hiệu của chiếc máy này khả năng (phần trăm) không có cá mập nếu máy không phát ra tín hiệu khi dò trên biển. Nếu quý vị có độ nhạy của chiếc máy dò cực kỳ cao, ví như 90%, dò tìm thấy bất kỳ vật thể nào hình thoi có vây di động dưới biển là là cá mập, khi đó máy sẽ phát ra tiếng động (dương tính) cho quý vị biết là 90% khả năng có cá mập bên dưới. Tuy nhiên máy sẽ có khả năng nhầm lẫn cá mập với cá khác do nhiều vật di động có vây không phải là cá mập (như cá heo chẳng hạn). Trong trường hợp dò ra cá heo, máy vẫn có thể phát ra tín hiệu (dương tính giả là 10%) mặc dù không đúng. Dĩ nhiên, quý vị cũng muốn độ đặc hiệu của máy cao, như 90% nghĩa là nếu máy không phát ra tín hiệu thì 90% khả năng biển có không cá mập. Tuy nhiên, có thể con cá mập yêu quý kia lặn quá sâu hoặc núp dưới rặng san hô, máy không dò được, không có tín hiệu nhưng biển xanh thực ra vẫn có cá mập (âm tính giả) khoảng 10%.
Còn một câu hỏi thực tế là nếu như máy dò kêu bíp bíp (dương tính) thì khả năng có cá mập là bao nhiêu phần trăm? đây chính là khả năng tiên lượng của máy (hay test) và phụ thuộc vào độ nhạy, độ đặc hiệu, và tỉ lệ hiện hành (prevalence) của bệnh (hay có bao nhiêu con cá mập trên biển). Thường biển càng có nhiều cá mập thì khả năng tiên đoán chính xác của máy càng cao.
Các xét nghiệm có độ nhạy cao thường giúp BS loại bỏ khả năng mắc bệnh, nhất là những bệnh nguy hiểm dẫn đến hệ bỏ nghiêm trọng nếu bỏ sót như các bệnh truyền nhiễm dễ gây dịch. Virus Corona là một bệnh nguy hiểm cần test có độ nhạy cao. Mặc khác, test có độ đặc hiệu cao thường có ích cho việc xác định bệnh trạng, đặc biệt khi kết quả dương tính giả có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho bệnh nhân. Virus Corona cũng cần có độ đặc hiệu cao vì kết quả dương tính giả cũng có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng.
Cuối cùng, giá thành cũng là một vấn đề. Nếu test quá mắc thì không ai chịu làm và không chính phủ nào chịu nổi. Và nếu test quá phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn thì cũng sẽ khó khả thi do phải tập huấn nhân viên cách lấy mẫu và làm xét nghiệm.
FDA Hoa Kỳ đã cho phép sử dụng khẩn cấp bộ test CDC khắp nơi
- Cục Dược Phẩm Hoa Kỳ ngày 4 tháng 2 đã cho phép sử dụng khẩn cấp bộ xét nghiệm virus Corona do Trung Tâm Kiểm Soát Bệnh CDC phát triển tại các phòng lab khắp nước Mỹ. Trước kia, tất cả các bệnh phẩm và xét nghiệm virus Corona phải gửi về Atlanta, trụ sở của CDC để làm xét nghiệm. Quá trình này mất khoảng 3-4 ngày. Bây giờ, các phòng lab chuẩn CLIA đều có thể xét nghiệm virus Corona. Tại California, có 16 phòng lab được xét nghiệm virus Corona (8) và bệnh nhân có thể được xét nghiệm kể từ ngày 12 tháng 2. Kết quả sẽ có trong vòng 1-2 ngày.
Xét nghiệm Virus Corona không đơn giản
- Virus Corona là họ virus RNA, là chỉ có một chuỗi RNA đơn chứa bên trong vỏ protein hình cầu có các gai (vương miện corona) bên ngoài. Cách xét nghiệm hiện nay cho Virus Corona là phương pháp rRT-PCR (Real-Time Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction, làm ngược lại từ RNA về DNA) nhằm tìm ra sự có mặt của đoạn gen đặc thù của virus Corona nCov-19. Công nghệ phân tích gene đã giúp các nhà khoa học rất nhiều trong việc sớm sàng lọc và tìm ra gene virus Corona mới này.
Sau khi đã nhân RNA (qua DNA) của virus Corona từ bệnh nhân nghi ngờ mắc bệnh, các nhà nghiên cứu sẽ so sánh với gene DNA của virus tách chiết từ bệnh nhân với đoạn từ ngân hàng DNA di truyền (mồi đặc hiệu) của Virus Corona, nếu các đoạn này kết hợp (match) với nhau thì test là dương tính. Kết hợp xét nghiêm dương tính PCR, bệnh sử, và triệu chứng lâm sàng, BS sẽ kết luận bệnh nhân mắc Virus Corona. CDC Hoa Kỳ có hướng dẫn cách làm rRT-PCR nếu các bạn quan tâm (3). Bộ Kit của CDC có N1,N2 (cho coronavirus) và N3 (SARS, như control), lưu ý là cả N1+, N2+, và N3 phải dương tính thì test mới được xem là dương tính.
- Test nhận Virus Corona có thể hiểu như việc chúng ta đi sở thú và nhận ra con nào là sư tử. Có thể chúng ta chưa bao giờ gặp một con sư tử thật ngoài đời nhưng chúng ta đã xem phim, xem hình, xem TV, nên có một "ngân hàng thú vật" trong đầu. Khi gặp một con thú 4 chân có bườm, lông màu vàng, có râu, hay nhe răng gầm gừ, chúng ta so sánh các đặc điểm nhận dạng riêng biệt này trong "ngân hàng thú vật" trong não chúng ta và nhận ra có thể đó là con sư tử. Test Virus Corona cũng vậy, dùng các đặc điểm đã nhận dạng (gene) của con virus để xác nhận sự có mặt virus này có trong các bệnh nhân mới.
Làm sao rút ngắn thời gian test
- Do test virus Corona phức tạp, đòi hỏi nhiều bước, và cần có bệnh phẩm đầy đủ từ bệnh nhân nên việc xét nghiệm thường lâu hơn, khiến cho việc chẩn đoán và tiên đoán dịch Virus Corona khó khăn.
Thông thường mẫu xét nghiệm từ bệnh nhân được lấy từ phần trên hệ hô hấp (mũi, vòm họng), phần dưới hệ hô hấp (phổi), và cộng thêm từ máu bệnh nhân. Sau khi có mẫu xét nghiệm, các chuyên viên sẽ chiết tách ra mẫu gene và dùng kỹ thuật RT-PCR chẩn đoán. Hai ca bệnh Virus Corona ở Việt Nam xuất bản trên tạp chí New Englang Journal of Medicine đã dùng cách này.
Tuy nhiên, cách chẩn đoán này có nhiều điểm bất lợi như thời gian vẫn còn lâu (từ 1-2 ngày cho test thường, hay 2-6 tiếng cho test nhanh). Việc công bố các test ngắn 70 phút (Việt Nam) hay 40 phút (Hong Kong) là những tuyên bố đáng chú ý.
- Các nhà nghiên cứu từ Hong Kong tìm ra cách nhân bản DNA nhanh hơn trong môi trường mới bằng cách tăng nhiệt độ rất nhanh so với cách làm PCR thông thường. Bằng cách này, team của GS Wen Weijia có thể phát hiện ra gene virus Corona trong thời gian ngắn. Mẫu xét nghiệm sẽ lấy thẳng từ mũi bệnh nhân nên cách xét nghiệm cũng đơn giản hơn.
- Các nhà nghiên cứu từ Việt Nam dùng công nghệ RT-LAMP (Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification) để dò tìm virus Corona. Công nghệ này cũng lấy bản cDNA từ RNA, nhưng sau đó dùng DNA polymerase để sản xuất ra hàng triệu copy, không dùng nhiệt như kỹ thuật PCR (4). RT-LAMP thường nhanh hơn và dùng nhiều trong kỹ thuật y sinh.
- Một hướng khác làm giảm thời gian xét nghiệm khác là test tìm xem các kháng thể (của cơ thể tạo ra khi tấn công virus Corona) như một cách xét nghiệm sự có mặt của virus. Ví dụ điển hình của test kháng thể nhanh là test HIV. Khi virus HIV vào trong cơ thể, cơ thể chúng ta tạo ra các kháng thể chiến đấu với HIV, quá trình này mất khoảng vài tuần. Đây là thời gian bệnh nhân mắc HIV nhưng test chưa dò ra virus do cơ thể chưa sản sinh đủ kháng thể, hay còn gọi là window period (5).
Với xét nghiệm virus Corona, chúng ta không muốn có thêm thời gian chờ (window period) vì có thể thêm nhiều người mắc bệnh nên hướng test này có thể không khả thi. Thêm nữa, một nghiên cứu khác về xét nghiệm tìm kháng thể MERS-CoV (bà con của virus Corona) cho thấy khả năng dò tìm kháng thể thấp trong bệnh nhân đã xác nhận có virus MERS-CoV bằng PCR (6).
- Gần đây, BS Charles Chiu từ bệnh viện đại học UCSF California đã dùng công nghệ CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), hay được gọi là công nghê chỉnh sửa gene hay chiếc dao mổ phân tử (7). CRISPR là đoạn DNA bản sao đặc thù của virus từng tấn công vào tế bào. Lần sau, khi virus tấn công vào, tế bào này dùng CRISPR để ghi nhớ và phá huỷ. BS Chiu đi xa hơn, dùng CRISPR của Virus Corona như một đoạn gen đặc thù để tìm ra sự có mặt của virus. Test mới này sẽ mất khoảng 1g, so với 6g nhanh nhất của bộ test CDC.
Tính hiệu quả của một xét nghiệm gồm: độ nhạy (sensitivity), độ đặc hiệu (specificity), khả năng tiên lượng (positive/negative predictive values) giá thành, và cách sử dụng
Trong Y khoa, một xét nghiệm có hiệu quả phải thỏa mãn các tiêu chí về độ nhạy cao, độ đặc hiệu cao, khả năng tiên lượng tốt (âm tính/dương tính), giá thành, thời gian xét nghiệm ngắn, quy trình xét nghiệm đơn giản, và cách sử dụng.
Để quý vị hiểu đơn giản về các khái niệm này, tôi lấy ví dụ về bài toán đi tìm cá mập trên biển. Quý vị đang bay trực thăng trên trời, nhìn xuống đại dương xanh thẳm mát rạt bên dưới, tự dưng quý vị muốn tắm biển và quý vị tự hỏi bên dưới có con cá mập trắng nào hay không. Quý vị có một chiếc máy dò tìm cá mập trên máy bay.
Hãy so sánh virus Corona như con cá mập quý vị cần tìm và chiếc máy dò tìm cá mập là test xét nghiệm virus.
Độ nhạy của chiếc máy dò này là khả năng (phần trăm) máy phát hiện biển xanh có cá mập nếu máy phát ra tính hiệu (xét nghiệm dương tính). Độ đặc hiệu của chiếc máy này khả năng (phần trăm) không có cá mập nếu máy không phát ra tín hiệu khi dò trên biển. Nếu quý vị có độ nhạy của chiếc máy dò cực kỳ cao, ví như 90%, dò tìm thấy bất kỳ vật thể nào hình thoi có vây di động dưới biển là là cá mập, khi đó máy sẽ phát ra tiếng động (dương tính) cho quý vị biết là 90% khả năng có cá mập bên dưới. Tuy nhiên máy sẽ có khả năng nhầm lẫn cá mập với cá khác do nhiều vật di động có vây không phải là cá mập (như cá heo chẳng hạn). Trong trường hợp dò ra cá heo, máy vẫn có thể phát ra tín hiệu (dương tính giả là 10%) mặc dù không đúng. Dĩ nhiên, quý vị cũng muốn độ đặc hiệu của máy cao, như 90% nghĩa là nếu máy không phát ra tín hiệu thì 90% khả năng biển có không cá mập. Tuy nhiên, có thể con cá mập yêu quý kia lặn quá sâu hoặc núp dưới rặng san hô, máy không dò được, không có tín hiệu nhưng biển xanh thực ra vẫn có cá mập (âm tính giả) khoảng 10%.
Còn một câu hỏi thực tế là nếu như máy dò kêu bíp bíp (dương tính) thì khả năng có cá mập là bao nhiêu phần trăm? đây chính là khả năng tiên lượng của máy (hay test) và phụ thuộc vào độ nhạy, độ đặc hiệu, và tỉ lệ hiện hành (prevalence) của bệnh (hay có bao nhiêu con cá mập trên biển). Thường biển càng có nhiều cá mập thì khả năng tiên đoán chính xác của máy càng cao.
Các xét nghiệm có độ nhạy cao thường giúp BS loại bỏ khả năng mắc bệnh, nhất là những bệnh nguy hiểm dẫn đến hệ bỏ nghiêm trọng nếu bỏ sót như các bệnh truyền nhiễm dễ gây dịch. Virus Corona là một bệnh nguy hiểm cần test có độ nhạy cao. Mặc khác, test có độ đặc hiệu cao thường có ích cho việc xác định bệnh trạng, đặc biệt khi kết quả dương tính giả có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho bệnh nhân. Virus Corona cũng cần có độ đặc hiệu cao vì kết quả dương tính giả cũng có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng.
Cuối cùng, giá thành cũng là một vấn đề. Nếu test quá mắc thì không ai chịu làm và không chính phủ nào chịu nổi. Và nếu test quá phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn thì cũng sẽ khó khả thi do phải tập huấn nhân viên cách lấy mẫu và làm xét nghiệm.
FDA Hoa Kỳ đã cho phép sử dụng khẩn cấp bộ test CDC khắp nơi
- Cục Dược Phẩm Hoa Kỳ ngày 4 tháng 2 đã cho phép sử dụng khẩn cấp bộ xét nghiệm virus Corona do Trung Tâm Kiểm Soát Bệnh CDC phát triển tại các phòng lab khắp nước Mỹ. Trước kia, tất cả các bệnh phẩm và xét nghiệm virus Corona phải gửi về Atlanta, trụ sở của CDC để làm xét nghiệm. Quá trình này mất khoảng 3-4 ngày. Bây giờ, các phòng lab chuẩn CLIA đều có thể xét nghiệm virus Corona. Tại California, có 16 phòng lab được xét nghiệm virus Corona (8) và bệnh nhân có thể được xét nghiệm kể từ ngày 12 tháng 2. Kết quả sẽ có trong vòng 1-2 ngày.
