Dịch rửa phế quản phế nang (tiếng Anh: bronchoalveolar lavage fluid, thường được viết tắt là BAL hoặc BALF) là mẫu bệnh phẩm sinh học thu được thông qua thủ thuật nội soi phế quản bằng cách bơm và hút hồi lưu dung dịch muối sinh lý đẳng trương vô trùng tại các phân thùy phổi nhằm thu thập các thành phần tế bào, vi sinh vật và các phân tử hòa tan trong dịch lót biểu mô của đường dẫn khí ngoại vi và phế nang. Được xem là phương pháp sinh thiết lỏng đối với nhu mô phổi, xét nghiệm dịch rửa phế quản phế nang cung cấp bức tranh sinh học trực tiếp về vi môi trường miễn dịch và quá trình viêm tại chỗ, đóng vai trò bản lề trong quy trình chẩn đoán phân biệt các bệnh lý phổi kẽ, nhiễm trùng hô hấp cơ hội ở cơ địa suy giảm miễn dịch và các tổn thương ác tính lan tỏa.
Lịch sử phát triển và cơ sở sinh lý bệnh của kỹ thuật rửa phế quản phế nang
Kỹ thuật rửa phổi ban đầu được khởi xướng từ giữa thế kỷ hai mươi với mục đích điều trị rửa toàn bộ một bên phổi đối với bệnh tích protein phế nang. Tuy nhiên, bước ngoặt trong ứng dụng chẩn đoán bắt đầu khi kỹ thuật nội soi phế quản ống mềm ra đời và được hoàn thiện. Weinberger và cộng sự (1978) công bố công trình kinh điển trên Annals of Internal Medicine chứng minh kỹ thuật rửa phế quản phế nang qua ống soi mềm thu thập an toàn tế bào và phân tử từ đường dẫn khí tận cùng, phản ánh trung thực phản ứng viêm và đáp ứng miễn dịch tại nhu mô phổi ở bệnh nhân viêm phổi kẽ và u hạt sarcoidosis. Nghiên cứu tiên phong này đã đặt nền móng cho việc chuẩn hóa quy trình phân tích tế bào học định lượng, đưa dịch rửa phế quản phế nang từ một công cụ nghiên cứu thực nghiệm trở thành một chỉ dấu cận lâm sàng thiết yếu trong chuyên ngành hô hấp.
Về mặt giải phẫu và sinh lý học, cây khí phế quản phân nhánh liên tục qua nhiều thế hệ để dẫn khí tới các phế nang, nơi diễn ra quá trình trao đổi khí sống còn giữa mao mạch và không khí. Bề mặt biểu mô phế nang được bao phủ bởi một lớp dịch lót cực mỏng chứa chất hoạt diện (surfactant), các protein kháng khuẩn hòa tan, các kháng thể tiết và mạng lưới tế bào miễn dịch thường trú. Khi thực hiện thủ thuật, đầu ống soi mềm được luồn sâu và bít chặt vào một phế quản phân thùy hoặc hạ phân thùy. Dung dịch rửa được đưa vào sẽ hòa lẫn với lớp dịch lót biểu mô và giải phóng các tế bào bám dính lỏng lẻo. Lượng dịch thu hồi qua lực hút nhẹ đại diện cho thành phần dịch thể và tế bào của hàng triệu phế nang thuộc phân thùy được thăm dò, cho phép các nhà lâm sàng khảo sát sâu sắc tình trạng bệnh lý mà các kỹ thuật lấy mẫu đờm hay hút dịch khí quản thông thường không thể tiếp cận được.
Quy trình kỹ thuật thu thập và xử lý bệnh phẩm dịch rửa
Quy trình thực hiện nội soi lấy dịch rửa phế quản phế nang đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa bác sĩ nội soi, kỹ thuật viên gây mê và phòng xét nghiệm sinh học để bảo đảm tính an toàn cho người bệnh cũng như tính toàn vẹn của mẫu phẩm. Vị trí thám sát thường được định hướng dựa trên phim chụp cắt lớp vi tính lồng ngực độ phân giải cao, ưu tiên các vùng tổn thương dạng kính mờ hoặc thâm nhiễm hoạt tính đang tiến triển. Đối với các bệnh lý tổn thương kẽ lan tỏa đồng đều trên cả hai phế trường, thùy giữa phổi phải hoặc phân thùy lưỡi thùy trên phổi trái là những vị trí giải phẫu được ưu tiên lựa chọn nhờ cấu trúc phân nhánh thuận lợi cho việc thu hồi dịch rửa.
Sau khi đầu ống nội soi được đặt ở vị trí bít tắc hoàn toàn lòng phế quản đích, dung dịch natri clorid đẳng trương vô trùng được bơm nhẹ nhàng theo từng liều chia nhỏ. Ngay sau mỗi lần bơm, dịch rửa được thu hồi lập tức bằng áp lực hút chân không ngắt quãng ở mức độ nhẹ nhằm tránh hiện tượng xẹp đường thở ngoại vi làm giảm thể tích dịch hút ra. Bệnh phẩm thu được ở liều bơm đầu tiên thường chứa nhiều dịch tiết và tế bào bong tróc từ biểu mô phế quản lớn, trong khi các liều bơm tiếp theo sẽ phản ánh chính xác quần thể tế bào và dịch lót tại phế nang. Toàn bộ lượng dịch thu hồi được bảo quản trong các dụng cụ chuyên dụng không gây bám dính tế bào, giữ lạnh và vận chuyển khẩn trương về phòng xét nghiệm trong thời gian sớm nhất để tránh hiện tượng thoái hóa tế bào học.
Tại phòng xét nghiệm, dịch rửa phế quản phế nang trải qua quy trình lọc loại bỏ chất nhầy phế quản, sau đó được ly tâm tách riêng phần dịch nổi và khối tế bào lắng cặn. Dịch nổi được chia thành nhiều ống nghiệm nhỏ bảo quản đông sâu phục vụ các xét nghiệm sinh hóa, định lượng kháng nguyên vi sinh, xét nghiệm sinh học phân tử hoặc nghiên cứu dấu ấn miễn dịch. Khối tế bào được đếm tổng số lượng tế bào sống bằng buồng đếm chuẩn, sau đó tiến hành kỹ thuật ly tâm tế bào (cytocentrifugation) lên lam kính để nhuộm May-Grünwald-Giemsa hoặc nhuộm Wright-Giemsa phục vụ công tác đếm công thức tế bào học định phân dưới kính hiển vi quang học.
Phân tích tế bào học định lượng và giá trị tham chiếu sinh lý
Phân tích công thức tế bào dịch rửa phế quản phế nang là xét nghiệm nền tảng cung cấp thông tin then chốt cho các quyết định lâm sàng. Meyer và cộng sự (2012) trong hướng dẫn thực hành lâm sàng của Hội Lồng ngực Hoa Kỳ (ATS) trên American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine xác lập rằng ở người trưởng thành khỏe mạnh không hút thuốc, thành phần tế bào dịch rửa phế quản phế nang gồm trên 85% đại thực bào phế nang, dưới 15% tế bào lympho, dưới 3% bạch cầu trung tính và dưới 1% bạch cầu ái toan. Bất kỳ sự dịch chuyển đáng kể nào trong tỷ lệ phần trăm giữa các dòng tế bào này đều phản ánh tình trạng bệnh lý đặc thù của nhu mô phổi.
Đại thực bào phế nang là hàng rào phòng thủ đầu tiên chịu trách nhiệm thực bào các hạt bụi, dị nguyên và vi sinh vật xâm nhập. Ở người khỏe mạnh, đại thực bào chiếm ưu thế tuyệt đối. Khi có tình trạng viêm cấp tính hoặc nhiễm khuẩn nặng, tỷ lệ tế bào lympho, bạch cầu trung tính hoặc bạch cầu ái toan sẽ gia tăng vượt ngưỡng sinh lý bình thường. Sự xuất hiện của các tế bào lạ như tế bào biểu mô ác tính, tế bào bọt mỡ chứa đầy lipid hoặc các tế bào chứa thể vùi đặc hiệu là những dấu hiệu chỉ điểm trực tiếp cho bệnh lý ác tính, hít sặc mạn tính hoặc nhiễm virus đặc hiệu.
| Thực thể lâm sàng | Dòng tế bào chiếm ưu thế trong dịch rửa | Đặc điểm tế bào học và phân tử then chốt | Ý nghĩa chẩn đoán và tiên lượng |
|---|---|---|---|
| Người khỏe mạnh không hút thuốc | Đại thực bào phế nang (trên 85%) | Tế bào lympho dưới 15%, trung tính dưới 3%, ái toan dưới 1% | Quần thể tế bào bảo vệ bình thường tại phế nang |
| U hạt Sarcoidosis | Tế bào lympho (tăng vừa đến cao) | Tỷ lệ lympho bào tăng kèm ưu thế tế bào T mang thụ thể CD4 | Định hướng chẩn đoán viêm hạt không hoại tử bã đậu |
| Viêm phổi quá mẫn (HP) | Tế bào lympho (tăng rất cao) | Tỷ lệ lympho bào vượt quá 30% kèm các dưỡng bào | Chỉ điểm đáp ứng miễn dịch trung gian qua tế bào với dị nguyên hít |
| Xơ phổi vô căn (IPF) | Bạch cầu trung tính và ái toan | Tăng nhẹ tế bào trung tính và ái toan, lympho bào bình thường | Hỗ trợ loại trừ các bệnh phổi kẽ có tăng lympho bào hoạt tính |
| Viêm phổi tăng bạch cầu ái toan | Bạch cầu ái toan (tăng kịch phát) | Bạch cầu ái toan thâm nhiễm dày đặc trong dịch rửa | Chẩn đoán xác định hội chứng phổi ái toan cấp hoặc mạn tính |
| Bệnh tích protein phế nang (PAP) | Đại thực bào chứa thể vùi lipid | Dịch rửa đục như sữa, lắng cặn nhuộm PAS dương tính mạnh | Khẳng định ứ đọng chất hoạt diện do khiếm khuyết thanh thải |
Ứng dụng lâm sàng trong chẩn đoán các nhóm bệnh lý phổi kẽ
Bệnh phổi kẽ đại diện cho một nhóm bệnh học phức tạp bao gồm hơn hai trăm thực thể lâm sàng khác nhau với các biểu hiện tổn thương mô kẽ, phế nang và mạch máu phổi. Chẩn đoán chính xác loại bệnh phổi kẽ đóng vai trò quyết định trong việc lựa chọn chiến lược điều trị bằng thuốc ức chế miễn dịch, kháng viêm corticosteroid hay liệu pháp chống xơ hóa. Trong bối cảnh này, phân tích dịch rửa phế quản phế nang là cầu nối cận lâm sàng quan trọng giúp phân biệt giữa các thể bệnh có khả năng đáp ứng với điều trị ức chế miễn dịch và các thể bệnh tiến triển xơ hóa không hồi phục.
Raghu và cộng sự (2022) trong hướng dẫn lâm sàng phối hợp ATS/ERS/JRS/ALAT trên American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine khuyến cáo phân tích tế bào dịch rửa phế quản phế nang khi hình ảnh cắt lớp vi tính độ phân giải cao không điển hình cho viêm phổi kẽ thông thường (UIP), trong đó tỷ lệ lympho bào vượt quá 30% là dấu hiệu định hướng mạnh mẽ tới viêm phổi quá mẫn thay vì xơ phổi vô căn. Việc phát hiện tăng tế bào lympho rõ rệt trong dịch rửa giúp bệnh nhân tránh được một cuộc phẫu thuật sinh thiết phổi mở xâm lấn, đồng thời mở ra cơ hội can thiệp điều trị sớm bằng cách loại bỏ dị nguyên môi trường và sử dụng thuốc điều hòa miễn dịch.
Đối với bệnh u hạt sarcoidosis, phân tích kiểu hình miễn dịch của quần thể tế bào lympho T trong dịch rửa phế quản phế nang bằng phương pháp đo dòng tế bào (flow cytometry) cung cấp thông tin chẩn đoán giá trị cao. Sự gia tăng vượt bậc của tỷ lệ tế bào T CD4 so với tế bào T CD8 trong dịch rửa phản ánh cơ chế miễn dịch quá mẫn qua trung gian tế bào T hỗ trợ loại một, tích cực huy động các tế bào đơn nhân hình thành nên các u hạt không hoại tử bã đậu tại nhu mô phổi. Ngược lại, trong viêm phổi quá mẫn thể cấp hoặc bán cấp, dòng tế bào T độc CD8 thường chiếm ưu thế hơn, dẫn đến sự đảo ngược tỷ lệ tế bào lympho đặc trưng.
Vai trò của xét nghiệm dịch rửa trong nhiễm trùng hô hấp và bệnh học ác tính
Ở những bệnh nhân suy giảm miễn dịch nghiêm trọng, bao gồm người nhận ghép tạng đặc, ghép tế bào gốc tạo máu, bệnh nhân ung thư đang điều trị hóa chất hoặc người nhiễm virus suy giảm miễn dịch giai đoạn nặng, các triệu chứng lâm sàng của nhiễm trùng phổi thường không điển hình và diễn tiến cực kỳ nguy kịch. Việc xác định căn nguyên vi sinh vật chính xác thông qua dịch rửa phế quản phế nang là cơ sở sống còn để thiết lập phác đồ kháng sinh, kháng nấm hoặc kháng virus nhắm trúng đích.
Mẫu dịch rửa được nuôi cấy định lượng vi sinh để phân biệt giữa tình trạng cư trú đơn thuần của vi khuẩn đường hô hấp trên và tình trạng nhiễm khuẩn thực sự tại phế nang. Bên cạnh nuôi cấy kinh điển, các kỹ thuật phân tích dấu ấn sinh học trực tiếp từ dịch rửa phế quản phế nang mang lại độ nhạy vượt trội. Xét nghiệm định lượng kháng nguyên galactomannan trong dịch rửa giúp phát hiện sớm bệnh nấm phổi xâm lấn do nấm sợi Aspergillus nhiều ngày trước khi các tổn thương tạo hang hình thành trên phim chụp lồng ngực. Các xét nghiệm sinh học phân tử đa mồi như phản ứng chuỗi polymerase phát hiện đồng thời hàng chục mục tiêu vi khuẩn, virus hô hấp và nấm cơ hội Pneumocystis jirovecii chỉ trong vài giờ, cung cấp bằng chứng vi sinh học đắt giá giúp tối ưu hóa liệu pháp điều trị chống nhiễm trùng.
Trong lĩnh vực ung thư học lồng ngực, dịch rửa phế quản phế nang là phương tiện hỗ trợ đắc lực trong tầm soát và chẩn đoán các tổn thương ác tính lan tỏa theo đường khí đạo như ung thư biểu mô phế quản phế nang (được định danh là ung thư biểu mô tuyến xâm lấn dạng lepidic) hoặc thâm nhiễm ác tính lan tỏa của bệnh bạch cầu và u lympho. Khối tế bào ly tâm từ dịch rửa có thể được đúc khối parafin (cell block) để thực hiện các kỹ thuật nhuộm hóa mô miễn dịch và giải trình tự gen thế hệ mới, tìm kiếm các đột biến sinh ung thư như EGFR, ALK hoặc ROS1 nhằm phục vụ liệu pháp điều trị trúng đích cá thể hóa cho bệnh nhân.
Chống chỉ định, an toàn thủ thuật và định hướng ứng dụng công nghệ mới
Mặc dù rửa phế quản phế nang là một kỹ thuật nội soi can thiệp có độ an toàn cao, bác sĩ lâm sàng cần phải cân nhắc kỹ lưỡng giữa lợi ích chẩn đoán và nguy cơ tai biến trên từng cá thể người bệnh. Các chống chỉ định tương đối của thủ thuật bao gồm tình trạng suy hô hấp cấp nặng với thiếu oxy máu không kiểm soát, rối loạn nhịp tim không ổn định, nhồi máu cơ tim cấp gần đây hoặc tình trạng rối loạn đông máu nặng có nguy cơ xuất huyết phế nang khó cầm. Quy trình theo dõi liên tục độ bão hòa oxy mao mạch, huyết áp động mạch và điện tim trong suốt thời gian can thiệp là yêu cầu bắt buộc để phát hiện sớm các biến cố tụt oxy máu hoặc co thắt phế quản phản ứng.
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật hiện đại đang mở rộng biên giới ứng dụng của dịch rửa phế quản phế nang vượt ra ngoài các phân tích tế bào học thông thường. Công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới không định hướng (metagenomic next-generation sequencing - mNGS) trực tiếp từ mẫu dịch rửa cho phép nhận diện toàn bộ vật chất di truyền của mọi vi sinh vật hiện diện trong khoang phế nang mà không cần bước nuôi cấy vi sinh truyền thống. Bên cạnh đó, các nghiên cứu giải trình tự RNA đơn bào (single-cell RNA sequencing) và phân tích hệ protein biểu hiện (proteomics) trên các tế bào dịch rửa đang hé lộ những cơ chế phân tử tinh vi về tương tác giữa biểu mô phế nang và hệ miễn dịch thường trú, mở đường cho các liệu pháp sinh học tiên tiến trong điều trị bệnh phổi kẽ mạn tính và xơ hóa phổi tiến triển trong tương lai.