Lo ngại trước nguy cơ virus H5N1 tiến hóa để lây sang người và bùng phát thành đại dịch, bộ kit dạng que thử có khả năng phát hiện chính xác virus này ở các mẫu bệnh phẩm thông thường trong vòng vài phút đang được nhóm nghiên cứu tại Viện KH&CN Việt Nam-Hàn Quốc (VKIST) hoàn thiện.

Dựa trên nguyên tắc sắc ký miễn dịch dòng chảy bên đã được VKIST phát triển thành công vào năm 2023 với khả năng phát hiện kháng nguyên bề mặt virus viêm gan B (HBsAg) với độ nhạy, độ đặc hiệu, độ tin cậy trên 99,5% đối với các mẫu máu được thu thập tại Bệnh viện Nông nghiệp, các nhà nghiên cứu của VKIST có thể nhanh chóng phát triển các dạng que thử khác nhau cho các loại virus gây bệnh. Giờ đây, họ muốn áp dụng công nghệ này với virus H5N1.

PGS. TS Trương Thị Ngọc Liên, Trưởng phòng thí nghiệm công nghệ tích hợp IT-BT, Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam-Hàn Quốc (VKIST), người đứng đầu nghiên cứu cho biết, để đối phó với tình huống này, cần tạo ra các xét nghiệm nhanh như test Covid-19. Trước đó, nhóm nghiên cứu của bà đã phát triển thành công que thử sắc ký miễn dịch dòng chảy bên (Lateral Flow Immuno Assay - LFIA), cho phép nhận biết chính xác sự có mặt của một số dạng virus xác định trong mẫu bệnh phẩm. Chính vì vậy, sau khi nghe tin dịch bệnh bùng phát trên bò sữa ở Mỹ, nhóm nghiên cứu đã nhanh chóng tạo ra các que thử H5N1 này.

“Hầu hết các que thử nhanh hiện nay đều sử dụng kỹ thuật hấp phụ thụ động để gắn kháng thể lên hạt báo cáo, tức là dựa vào lực tương tác tĩnh điện yếu giữa kháng thể và hạt báo cáo”. “Hay nói cách khác, có thể ví các hạt báo cáo như những chiếc thuyền mang cờ hiệu, gắn vào kháng thể để cho biết có địch đến hay không”, TS Liên cho biết.

Ở que thử thông thường, lá cờ này bám vào kháng thể nhờ một loại "nam châm" rất yếu là các lực liên kết tĩnh điện chuyên hút ion (+) và ion (-), do vậy chúng rất dễ bị bung ra. Nếu làm thay đổi môi trường xung quanh chiếc thuyền, ví dụ như cho thêm muối vào hoặc thay đổi độ PH của dung dịch, thì nam châm yếu này sẽ không giữ được lá cờ. Nếu lá cờ bị rơi, chúng ta sẽ không biết được có kẻ xâm nhập hay không. Có khi chúng ta sẽ nghĩ là có kẻ xâm nhập trong khi thực tế là không (giống như báo động giả/dương tính giả), hoặc có khi chúng ta lại nghĩ là không có kẻ xâm nhập nào trong khi thực tế là có (giống như bỏ sót kẻ địch/âm tính giả).

Từ những kết quả nghiên cứu trước đó, các nhà khoa học VKIST đã cố gắng tìm cách để làm cho nam châm này bám chặt hơn, nhưng vẫn đảm bảo lá cờ có thể dễ dàng bắt lấy "kẻ xâm nhập" bằng kỹ thuật xét nghiệm sắc ký miễn dịch dòng chảy bên.

TS. Trương Thị Ngọc Liên nói: “Kỹ thuật này cho phép chúng tôi tận dụng các lực liên kết cộng hóa trị, vốn bền vững và khó bị phá vỡ hơn lực hút tĩnh điện. Khi đó, các kháng thể sẽ được “cắm cờ” với bề mặt hạt nano vàng nhờ lực “nam châm” cực mạnh, tạo thành các hạt liên hợp cộng hóa trị”,

Các hạt liên hợp cộng hóa trị mới này có nhiều ưu điểm so với các hạt liên hợp thụ động truyền thống, chẳng hạn như ổn định hơn, bắt cặp nhạy hơn, và có thể kiểm soát chính xác tỷ lệ kháng thể gắn trên mỗi hạt - điều này rất quan trọng vì nó quyết định khả năng bắt giữ kháng nguyên của hạt. Nếu tỷ lệ quá thấp, hạt liên hợp có thể bỏ lỡ kháng nguyên, ngược lại, nếu tỷ lệ quá cao, các kháng thể có thể cạnh tranh nhau để liên kết với kháng nguyên, làm giảm độ chính xác của kết quả. Bằng cách kiểm soát tốt tỷ lệ này, que thử có thể phát hiện được virus trong một nồng độ cực kỳ loãng. Ngoài ra, que thử của VKIST còn sử dụng một màng tách máu tại vùng nhận mẫu. Đó là một màng nano với các lỗ có kích thước khác nhau, cho phép giữ lại các tế bào hồng cầu và chỉ có dịch huyết thanh chứa virus chảy qua để xét nghiệm. Màng lọc này làm thay công việc của máy ly tâm và giúp giảm rất nhiều thời gian, chi phí.

Do ở Việt Nam đã từng diễn ra các ca nhiễm cúm H5N1 trên gia cầm và người nên hệ thống dịch tễ đã lưu trữ các mẫu phân lập virus.

Tháng Bảy vừa qua, nhóm nghiên cứu của VKIST đã có cơ hội thử bộ test nhanh của họ với 15 mẫu virus cúm được lưu trữ tại Phòng nghiên cứu Bệnh truyền nhiễm do virus của Trung tâm nghiên cứu xuất sắc và Đổi mới sáng tạo thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Kết quả cho thấy vô cùng lạc quan về độ đặc hiệu. Bộ xét nghiệm của VKIST chỉ bắt cặp đặc hiệu với chủng virus H5N1 trong mẫu máu và không bắt cặp với các chủng virus cúm khác như H5N6 và H9N2. Điều này có nghĩa là chúng có độ đặc hiệu tương đối tốt. 

Độ đặc hiệu (specificity) là thước đo tỷ lệ "âm tính thật" của một bộ xét nghiệm. Với một phép đo, độ đặc hiệu 100% có nghĩa là nếu 100 mẫu máu không có kháng thể với virus được xét nghiệm thì bộ xét nghiệm phải trả về tất cả kết quả là âm tính. Nhưng vì nhiều virus cùng loài có thể có kháng nguyên tương tự, nên các bộ xét nghiệm có thể nhầm lẫn và ra kết quả "dương tính giả". Nói chung, kháng nguyên của bộ xét nghiệm một loại virus phải đủ độc đáo để không nhầm lẫn kháng thể với các loại virus khác loại đang cần tìm.

Bên cạnh độ đặc hiệu, một phép thử khác cũng không kém phần quan trọng là độ nhạy. Độ nhạy (sensitivity) đo tỷ lệ "dương tính thực sự" của một bộ dụng cụ. Với một phép đo, độ nhạy 100% có nghĩa là nếu bộ xét nghiệm được chạy trên 100 mẫu có kháng thể virus, bộ xét nghiệm sẽ phát hiện kháng thể trong tất cả chúng. Một số bộ dụng cụ không bắt được mức kháng thể thấp trong các mẫu máu sẽ dẫn đến hiện tượng mà các nhà khoa học gọi là "âm tính giả".

Đối với que thử nhanh H5N1, nhóm nghiên cứu VKIST chứng minh rằng chúng vẫn có tín hiệu virus khi pha loãng mẫu phân lập bảy lần (nồng độ virus giảm 27=128 lần), trong khi yêu cầu của các xét nghiệm tiêu chuẩn đối với chủng virus này chỉ là phát hiện được virus khi pha loãng đến 5 lần (nồng độ virus giảm 25=32 lần). Như vậy, que thử có độ nhạy tốt vì có thể phát hiện ra virus H5N1 dù tải lượng rất nhỏ.

Nhóm nghiên cứu của VKIST cũng đã tiến hành thử nghiệm trên 53 mẫu bệnh phẩm "không tinh khiết" - các mẫu thu nhập từ thực địa, chưa được phân lập virus hoặc xử lý qua phòng thí nghiệm như dịch hầu họng và mẫu phân lấy qua hậu môn gà để xem xét đánh giá hoạt động của que thử trên thực tế. Kết quả thử nghiệm thực địa dường như đã củng cố thêm một phần tự tin cho nhóm nghiên cứu: 53 que thử cho kết quả âm tính với H5N1, đồng nghĩa với việc (i) que thử này có thể hoạt động trong môi trường thực địa và (ii) không bị nhầm với các loại virus khác.

Mặc dù, kết quả bước đầu rất khả quan nhưng để có thể đẩy nhanh tiến trình đưa quen thư vào thực tế, các nhà nghiên cứu kêu gọi sự hợp tác với các đơn vị đang nghiên cứu và kiểm soát virus H5N1 tại Việt Nam, bao gồm cả ngành thú y và y tế để mở rộng quy mô xét nghiệm. Phòng thí nghiệm IT-BT sẽ cung cấp miễn phí các loại que thử cho bất kỳ đối tác nào đang thực hành trên virus H5N1 tại Việt Nam.

Hiện nay trên thế giới chưa có một loại que thử nhanh bằng công nghệ sắc ký miễn dịch dòng chảy bên, cho phép có thể thực hiện ngay trên các mẫu thực địa như dịch hầu họng, dịch hậu môn gia cầm và giọt máu từ người có nguy cơ lây nhiễm H5N1. Hơn nữa, Việt Nam là quốc gia luôn đối mặt với nguy cơ dịch bệnh H5N1 do đó việc sở hữu một bộ xét nghiệm nhanh, đơn giản, dễ sử dụng, cho phép giám sát hoặc xét nghiệm trực tiếp tại các ổ dịch là vô cùng cần thiết.

Nguồn: NASATI