Biến đổi di truyền trong gen CYP2D6 và quá trình chuyển hoá PQ: Dược lý di truyền học của PQ

Nhiều loại thuốc được chuyển hóa bởi một họ enzyme đặc biệt là hệ thống cytochrome P450 (CYP), chủ yếu được tìm thấy trong mạng lưới nội chất của tế bào gan. Khoảng 25% số thuốc được sử dụng trong thực hành lâm sàng được chuyển hóa bởi enzyme cytochrome P450 2D6 (CYP2D6). Enzyme chuyển hóa thuốc P450 2D6 (CYP2D6) được sản xuất bởi gen CYP2D6 và loại isoenzyme 2D6 cytochrome P-450 ở người (CYP2D6) rất cần thiết để chuyển đổi PQ thành các chất chuyển hóa có hoạt tính và cho quá trình tiêu diệt thể ngủ trong tế bào gan. CYP2D6 cũng đóng góp vào sự chuyển hóa một phần của thuốc TQ .

Gen này đặc biệt vì nó biểu hiện một phạm vi rộng các biến thể, từ bất hoạt hoàn toàn (kiểu hình chuyển hóa thuốc chậm-poor metabolizers) đến tăng cường đa dạng (manifold augmentation), ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của enzyme. Trong số các đột biến trong gen CYP2D6 (CNV), các đột biến này được gây ra bởi các biến thể đơn nucleotide(single-nucleotide variants - SNV), các đột biến xoá toàn bộ hệ gen, đột biến chèn và xoáđoạn nhỏ, nhân bản, sắp xếp xen kẽ (tandem arrangements) và thay đổi số lượng bản sao gen (CNV). Do đó, tính đa hình di truyền của CYP2D6, rất dễ biến đổi, có thể ảnh hưởng đến dược lực học của thuốc PQ.

Sự giả định sai mức độ dung nạp PQ củaKSTSR có thể xảy ra nếu đánh giátrên những người có các alenđa hình CYP2D6 đặc biệt không thể chuyển hóa PQ và có thể làthất bại điều trị. Một giả thuyết đã được chứng minh ở cả mô hình động vật và con người rằng khả năng chuyển hóa PQ thành chất chuyển hóa có hoạt tính của nó giảm khi hoạt động của gen CYP2D6 giảm. Nó ảnh hưởng đến nồng độ huyết tương của PQ và các chất chuyển hóa của nó và liên quan đến sự thất bại của liệu pháp PQ trong điều trị sốt rét P. vivax như đã được chứng minh trên cả mô hình động vật và con người. Sau khi được chứng minh trên cả mô hình động vật và con người, nó ảnh hưởng đến nồng độ huyết tương của PQ và các chất chuyển hóa của nó và có liên quan đến sự thất bại của liệu pháp PQ trong điều trị sốt rét do P. vivax.

Hình 8. Mối tương tác của Plasmodium vivax bên trong các mô và cơ quan của vật chủ

Các nỗ lực tiêu diệt sốt rét nhắm đếnviệc dung PQ có thể gặp phải nhiều khó khăn do bản chất đa dạng của cơ chế hoạt hoạt độngtrên gen CYP2D6, vì nhiều nhóm dân trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các địa điểm bệnh lưu hành, có tỷ lệ cao đột biến trong gen CYP2D6. Tại Indonesia, các liệu pháp sử dụng liều cao PQ được giám sát trực tiếp dẫn đến 95% thất bại trong điều trị. Do đó, việc thiết lập các biện pháp để ngăn ngừa tái phát xa ở những người không thểđiều trị bằng PQ là cực kỳ quan trọng. Ngoài vấn đề an toàn, việc tuân thủ thuốc, liều lượng lý tưởng phù hợp với cân nặng cơ thể và thời gian theo dõi cũng cần được xem xét.

Xu hướng nhắm đếnhồng cầu lưới& Kháng nguyên Duffy của KSTSR P. vivax

Các hồng cầu lưới từ tuỷ xương: có phải càng non càng tốt?

Sự lão hoá của hồng cầu dường như là rào cản đáng ngại đối với KSTSR. Hồng cầu lưới là một quần thể đa dạng các tiền chất của hồng cầu với các chất cặn bã còn lạicủa axit ribonucleic, kết quả của giai đoạn cuối cùng của quá trình tạo hồng cầu trước khi hoàn toàn trưởng thành các tế bào hồng cầu. Sự giảm biểu hiện của thụ thể transferrin CD71 (TfR1 hoặc CD71) biểu thị sự trưởng thành hồng cầu lưới. P. vivax ưa thích tế bào nhỏ,hẹp hơn so với những giả định trước đây, chúngnhiễm vào tất cả hồng cầu lưới nhưng chỉ ưu tiên các hồng cầu lướinon với mức độthụ thể transferrin CD71(TfR1 hoặc CD71) cao. Điều này đã được nghiên cứu kỹ từ các mẫu P. vivax được phân lập tại Thái Lan. P. vivax ưu tiên xâm nhập vào các hồng cầu lưới còn rất non,biểu hiện mức độ cao thụ thể transferrin CD71 trên bề mặt chúng.

Hình 9. Diễn tiến quá trình từ khi nhiễm đến khi gây các biến chứng cơ quan của P. vivax

Hồng cầu lưới chưa trưởng thành CD71+ thường được tìm thấy nhiều nhất trong tủy xương, ở đó chúng được sản sinh ra, cư trú và thường có phạm vihoạt động hạn chế. Do tỷ lệ hồng cầu lưới thấp (0,5-1%) trong tất cả tế bào trong máu người, nên nồng độ KSTSR trong máu củaP. vivax được duy trì ở mức thấp. Số lượng cao các ca nhiễm có mật độ dưới ngưỡng phát hiện kính hiển vi và/hoặc không có triệu chứng chínhlà do sự ưa thích hồng cầu lưới và mật độ KSTSR trong máu thấp đi kèm với sự ưa thích hồng cầu lưới này không được phát hiện bởi các xét nghiệm tại thực địa như kính hiển vi hoặc các xét nghiệm chẩn đoán nhanh. Những ca nhiễm không có triệu chứng này sẽ không được điều trị và có thể góp phần vào việc truyền bệnh trong nhiều tuần hoặc tháng.

Hiện tượng này đặt ra một khả năng thú vị rằng sinh khối hay tải lượng KSTP. vivax trong các mô ngoài mạch máu của tủy và lách thay vì trong máu tuần hoàn. Một công trình gần đây cũng đã chứng minh rằng một tỷ lệ đáng kể sinh khối của các thể phân liệt và tư dưỡng củaP. vivaxxảy ra trongcác vùng ngoài mạch máu của tủy, lách và gan. Do đó, mật độ KST trong máu thường thấp và không thể phát hiện được, gây ra những thách thức đáng kể trong việc chẩn đoán và điều trị cho những người nhiễm KST. Sự biến động củabệnh, nguồn chứaKST và cơ chế diệtKSTgiả định đều chịu tác động bởi sự ưa thíchmạnh của P. vivax với hồng cầu lưới non, gây khó khăn cho việc diệt sốt rét.

Nhiễm P. vivax ở các hồng cầu có nhóm Duffyâm tính: Một sự thích nghi gần đây

Trước đây, nhiễm KSTSRP. vivax được cho là hiếm hoặc không tồn tại trong các quần thể châu Phi không biểu hiện kháng nguyên nhóm máu Duffy. Đây chính là một quan điểm lỗi thời. Tuy nhiên, thực tế đã ghi nhận nhiều trường hợp nhiễm P. vivax ở bệnh nhân đã xét nghiệm cho kết quả Duffy âm tínhtrên một số quốc gia châu Phi như Angola, Benin, Botswana, Cameroon, Ethiopia, Equatorial Guinea, Kenya, Madagascar, Mali, Mauritania, Senegal, Sudan và Uganda. Trong số những người Duffy âm tính (Duffy-negative) ở châu Phi, 24 người (88,9%) đã trải qua nhiễm P. vivax, theo một phân tích tổng hợp. Kết quả này bác bỏ quan niệm rằng nhiễm trùng P. vivax hoàn toàn bị ngăn chặn bởi các hồng cầu thiếu thụ thể kháng nguyên Duffy cho các chemokines (DARC).

Bằng chứng này đặt ra các vấn đề quan trọng về cách P. vivax xâm nhập vào hồng cầu của người có Duffy âm tính. Người ta đã giả định rằng sự biến đổi số lượng bản sao, tức là sự biểu hiện thấp của DARC ở những người âm tính Duffy, dễ dàng kết hợp với kí sinh trùng mang nhiều bản sao của protein kết hợp Duffy P. vivax (PvDBP), những thay đổi trong PvDBP1 hoặc nhân bản trong gen PvDBP tạo ra một đường vào mới và chịu trách nhiệm cho khả năng lây lan gia tăng của loài KST này. Do đó, việc phòng chống và tiêu diệt sốt rét P. vivax là một thách thức lớn, đồng thời nhấn mạnh mối quan ngại rằng các chủng P. vivax 'mới' này nhiễm vào những vật chủcó Duffy âm tính có thể lan rộng khắp châu Phi và gây ra ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và kinh tế cộng đồng.

Ngoài ra, một nghiên cứu từ Ethiopia đã tiết lộ rằng những bệnh nhân nhiễm P. vivax có kiểu genDuffy âm tính đã biểu hiệnmật độ KSTSR thể vô tính trong máu thấp và ổn định (# 53 KST/mm3). Mật độ ký sinh trùng vô tính trong máu thấp ở những bệnh nhân Duffy âm tính có thể là một "nguồn chứa âm thầmchưa được phát hiện", điều này rõ ràng sẽ làm cho công cuộc tiêu diệt sốt rét P. vivax trở nên khó khăn hơn và gây thêm khó khăn trong việc hiểu thấu được tình hình dịch tễ sốt rét P. vivax trong khu vực.

Đầu nổi của tảng băng trôi: P. vivax dưới ngưỡng phát hiện kính hiển vi

Xét đến việc xâm nhập của P. vivax hoàn toàn đặc thù đối với một giai đoạn sinh trưởng của hồng cầu, nhu cầukhắt khe đối với hồng cầu lới non này có ảnh hưởng đến việc chẩn đoán sốt rét. Điều này chính là do P. vivax xâm nhập vào tế bào hồng cầu lưới,loại tế bào chỉ chiếm một phần nhỏ trong số hồng cầu đang tuần hoàn, và các ca nhiễmP. vivax thường bị chẩn đoán sai do mật độ ký sinh trùng quá thấp. Protein gắn kết Duffy (DBP) và protein gắn kết hồng cầu lướivật chủ chủ (HRBP) dường như rất cần thiết để ký sinh trùng nonP. vivax xâm nhập vào hồng cầu (RBP).

Một trong số các protein gắn kết hồng cầuP. vivax (PvRBPs) và EBPs được cho là quan trọng trong việc nhận diện hồng cầu lưới, đặc biệt là trong tế bàohồng cầu lưới non (CD71^high). DARC không liên quan, vì cả tế bào hồng cầu lưới và hồng cầu bình thường đều có mức đồng nhất của DARC trên bề mặt. Vì ký sinh trùng dường như cũng "nằm cô lập" trong tủy xương, số lượng giai đoạn máu P. vivax tuần hoàn trong máu ngoại biên có thể không cung cấp chỉ số thực tế về tổng lượng KSTtrong vật chủ. Một trong số các PvRBPs và EBPs được cho là quan trọng trong việc nhận diện hồng cầu lưới, đặc biệt là trong hồng cầu lưới non (CD71^high). Các kết quả này giúp giải thích tại sao mật độ ký sinh trùng P. vivax tự nhiên và thường hay thấp hơn mật độ ký sinh trùng P. falciparum.

Hình 10. Chu kỳ sinh trưởng hữu tính và vô tính của ký sinh trùng sốt rét Plasmodium vivax

Với tỷ lệ nhiễm bệnh như nhau, tỷ lệ các ca nhiễm được phát hiện bằng kính hiển vi dường như tương tự giữa P. falciparum và P. vivax. Tuy nhiên, tỷ lệ nhiễm ký sinh trùng P. vivax trong cộng đồng thường thấp hơn so với P. falciparum, tỷ lệ bị chẩn đoán bỏ sót có thể lớn hơn nhiều nếu tính tổng thểsố thực củaP. vivax so với P. falciparum. Mật đồ ký sinh trùng P. vivax thường là 4.000 ± 3.000 KST/µL khi xuất hiện biểu hiện lâm sàng, thấp hơn ba đến bốn lần so với P. falciparum, và nồng độ ký sinh trùng cao nhất thường hiếm khi vượt quá 100.000 KST/µL ở P. vivax nhưng lại phổ biến hơn ở P. falciparum. Ở vùng có tỷ lệ nhiễm thấp, các ca nhiễm dưới ngưỡng phát hiện KHVdường như có sự liên quan tương đối lớn hơn, tạo thêm rào cản cho các nỗ lực tiêu diệt sốt rét.

Hơn nữa, theo tiêu chí chẩn đoán và điều trị sốt rét của TCYTTG, trước khi có thể bắt đầu điều trị, yêu cầu phải có kết quả xét nghiệm KST dương tính bởiKHV hoặc xét nghiệm chẩn đoán nhanh (RDT). Theo một đánh giá, 69,5% số ca nhiễm giai đoạn hồng cầu của P. vivax đều là dưới ngưỡng phát hiện kính hiển vi và P. vivax không triệu chứng gây ra 89-100% số ca nhiễm dưới ngưỡng phát hiện KHV. Hơn nữa, một nghiên cứu thuần tập từ Brazil, kỹ thuật KHV đã bỏ sót 4% số ca nhiễmP. vivaxnhưng được phát hiện bằng phản ứng chuỗi PCR; 57% trong số đó không gây ra dấu chứng lâm sàng hoặc triệu chứng cho thấy mắc bệnh sốt rét,33% trong số đó vừa dưới ngưỡng phát hiện tiêu chuẩn của RDT hoặc kính hiển vi (subpatent)và vừa không có triệu chứng. Kết quả là một số bệnh nhân sốt rét không được điều trị kịp thời, gây ra sự lây lan của bệnh. Do đó, chẩn đoán sốt rét đòi hỏi các phương pháp chẩn đoán có độ nhạy cao hơn và giá rẻ để phát hiện nhiễm trùng ở mức độ thấp và đang nhiễm trùng ở tất cả người mang mầm bệnh có thể có hoặc không có triệu chứng lâm sàng để đạt được sự LTSR hoàn toàn.

Sự kết dính tế bào của P. vivax: Biểu hiện trốn tránh hệ miễn dịch

Các tế bào hồng cầu nhiễm P. falciparum có khả năng kết dính vào nhiều loại tế bào vật chủ, kể cả tế bào nội mô và tế bào hồng cầu chưa bị nhiễm và sau đó ẩn cư (sequester) trong vi mạch máu (microvasculature) - một phần của hệ tuần hoàn cấu tạo từ những vi mạch như mao mạch, tiểu động mạch và tiểu tĩnh mạch. Do có khả năng ẩn nấpsâu trong những mạng mạch máu và tránh bị loại bỏ bởi lách, hiện tượng này chính là bí quyết cho“chiến lược trốn tránh hệ miễn dịch” của ký sinh trùng. Từ lâu người ta đã tin rằngP. vivaxkhông có khả năng kết dính tế bào, song các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tế bào hồng cầu nhiễm P. vivax(Pv-iE) có thể gắn kết vào tế bào vật chủ trong môi trường in vitro.

Các tế bào hồng cầu trưởng thành bị nhiễm P. vivax (Pv-IEs) đã được chứng minh có khả năng kết dính với tế bào nội mô trong phổi người, tế bào nội mô não khỉ sóc Saimiri và các mẫu sinh thiết lạnh (cryosections) của nhau thai trong các nghiên cứu in vitro trước đó từ Manaus (Brazil).

Cơ sở dữ liệu về đặc điểm kết dính củaKSTP. vivaxvẫn đang được mở rộng. Carvalho và cộng sự lần đầu tiên chỉ ra rằng Pv - IRs có thể kết dính vào các tế bào nội mô phổi người (human lung endothelial cells - HLECs), tế bào nội mô não khỉ sóc Saimiri (SBECs), mẫu cắt lạnh nhau thai, chondroitin sulfate A (CSA-là một receptor quan trọng để P. vivax ẩn cư vào tế bào nhau thai) và các thụ thể trên bề mặt tế bào ICAM-1 trong một nghiên cứu của Brazil, hiện tượng tạohoa hồng đã được quan sát trong 64% các mẫu phân lập, kết dính CSA trong 15%, kết dính ICAM1 trong 12% và kết dính mẫu cắt lạnh nhau thai ở 9%.

Hình 11. Liệu có sự kết dính tế bào đối với nhiễm P. vivax tại hiện tượng hoa hồng không?

Ngoài ra, các kết quả của một nghiên cứu cho thấy các tế bào hồng cầu nhiễmP. vivax (Pv-IRBCs) tạo hình hoa hồng một cách không thể tách rời với các tế bào bình thường và cứng hơn đáng kể so với các Pv-IRBCs không tạo hình hoa hồng. Bằng chứng tiếp theo cho thấy rằng P. vivax có thể ở một mức độ nào đó, biểu hiện các đặc điểm gây bệnh tương tự như P. falciparum với sự xuất hiện của sốt rét ác tính trong nhiễm P. vivax, chẳng hạn như sốt rét ác tính thể não và sốt rét nhau thai mà trước đây chỉ được báo cáo liên quan đếnP. falciparum.

Sự lan truyền và phát triển sớm của giai đoạn máu hữu tính (giao bào)

Các giao bàocủaP. falciparum và P. vivax có đặc điểm sinh học khác nhau rất nhiều. Các loài Plasmodiumspp. này có thời gian trưởng thành của giao bào khác nhau, chỉ trong vài ngày sau khi giai đoạn vô tính xuất hiện lần đầu tiên, giao bàoP. vivax nhanh chóng xuất hiện trong hệ tuần hoàn máu, điều này khác đáng kể so với P. falciparum vìgiao bào P. falciparumcủaloài nàytrưởng thành một tuần sau đó. Bởi vì quá trình tích tụ trong mô không phải là giai đoạn quan trọng trong quá trình phát triển của P. vivax, giao bào của nó trưởng thành nhanh hơn đáng kể so với giao bào của P. falciparum. Các bằng chứng cũng cho thấy rằng P. vivaxhình thànhgiao bào ở tỷ lệ cao hơn (lên đến 20% mỗi chu kỳ) so với củaP. falciparum. Giao bàoP. vivaxtrưởng thành được tìm thấy trong hệ tuần hoàn máu sớm hơn rất nhiều và xuất hiện rất sớm trước khi biểu hiện lâm sàng bắt đầu, hầu như chắc chắn trước khi bệnh nhân bắt đầu tìm kiếm trợ giúp y tế.

Sự phát triển tương đối nhanh của giao bàoP. vivax, diễn ra đồng thời với các giai đoạn KST vô tính, khác biệt so với 10-12 ngày ở P. falciparum, giải thích cho khả năng lan truyền bệnh sớm. Chu kỳ phôi thai của P. vivaxngắn hơn được cho là giúp tăng khả năng nhiễm vào muỗi với các kiểu gen khác nhau, dẫn đến tái kết hợp gen nhiều hơn giữa những KSTđa dạng di truyền này. Điều này cho thấy P. vivax sẽ lan truyền mạnh hơn P. falciparum vì khả năng nhiễm bệnh sang muỗi hiệu quả hơn. Đa số người mang giao bào cũng không có triệu chứng, cho thấy nhiễm trùng thầm lặng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc lây lan sốt rét.

Điều này đã được chứng minh rõ ở Thái Lan, nơi màcó tỷ lệ đáng kể giao bàoP. vivax được tìm thấy trong các trường hợp nhiễm không có triệu chứng, cho thấy khả năng góp phần quan trọng vào nguồn chứalan truyền bệnh. Do đó, nguồn chứa KST ở người gồm cả những trường hợp nhiễm P. vivax không triệu chứng nên không tìm đến cơ sở y tế, cho thấy thể giao bào của P. vivax là một mấu chốt vấn đề trong việc kiểm soát lan truyền. So với P. falciparum, thì sự lây truyền P. vivax có khả năng ổn định hơn theo thời gian, làm suy yếu các nỗ lực phòng chống. Do đó, các chiến lược phòng chống sốt rét P. vivax được thiết lập cho sốt rétP. falciparum sẽ không hiệu quả như vậy.

Các nội dung khác »

---

• Phân tích nguyên nhân tử vong do sốt rét tại các vùng trọng điểm và giải pháp khắc phục ở tỉnh Đắc Lắc (05/07/2005)