Tỷ lệ huyết thanh là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa tỷ lệ huyết thanh

Tỷ lệ huyết thanh (serum ratio) là một đại lượng được sử dụng trong phân tích huyết thanh học để đánh giá tương quan giữa nồng độ của các thành phần miễn dịch hoặc sinh học trong huyết thanh người bệnh. Khái niệm này thường xuất hiện trong các nghiên cứu hoặc xét nghiệm chẩn đoán miễn dịch để so sánh nồng độ kháng thể, kháng nguyên, cytokine hoặc các protein huyết thanh giữa mẫu thử và giá trị chuẩn hoặc giữa các loại miễn dịch khác nhau trong cùng mẫu.

Tỷ lệ này không phải là một giá trị đơn độc mà là kết quả của một phép chia: ví dụ, tỷ lệ giữa nồng độ IgG và IgM, hoặc giữa mức độ kháng thể đặc hiệu của mẫu bệnh nhân so với ngưỡng dương tính. Giá trị của tỷ lệ huyết thanh thường được dùng để xác định giai đoạn bệnh (cấp tính, mãn tính, hồi phục), đánh giá đáp ứng miễn dịch, hoặc tiên lượng nguy cơ bệnh lý. Một số xét nghiệm chẩn đoán cũng sử dụng tỷ lệ huyết thanh như một tiêu chí cắt (cutoff index) để phân biệt mẫu dương tính và âm tính.

Ví dụ: Trong chẩn đoán sốt xuất huyết, tỷ lệ kháng thể IgM/IgG giúp phân biệt nhiễm trùng nguyên phát và thứ phát. Một tỷ lệ IgM/IgG > 1 thường gợi ý nhiễm trùng lần đầu, trong khi tỷ lệ < 1 nghiêng về nhiễm lần hai. Tương tự, trong chẩn đoán bệnh lý tự miễn, tỷ lệ kháng thể kháng nhân (ANA) và anti-dsDNA có thể gợi ý mức độ hoạt động bệnh lupus ban đỏ hệ thống (SLE).

Phân biệt với các chỉ số huyết học khác

Tỷ lệ huyết thanh khác biệt về bản chất so với các chỉ số huyết học hoặc miễn dịch học truyền thống như số lượng bạch cầu, tỷ lệ bạch cầu trung tính/lympho (NLR), nồng độ protein C phản ứng (CRP), hoặc tốc độ lắng máu (ESR). Những chỉ số đó là giá trị tuyệt đối hoặc giá trị đơn lẻ, còn tỷ lệ huyết thanh mang tính tương đối và so sánh nhằm phản ánh động học miễn dịch hoặc trạng thái bệnh cụ thể.

Một số tỷ lệ khác có thể gây nhầm lẫn với tỷ lệ huyết thanh, ví dụ:

• Tỷ lệ albumin/globulin (A/G ratio): liên quan đến trạng thái dinh dưỡng và phản ứng viêm, không phản ánh đáp ứng kháng thể cụ thể.
• Tỷ lệ neutrophil/lymphocyte (NLR): là chỉ số viêm toàn thân, không đặc hiệu.
• Tỷ lệ CD4/CD8: được dùng trong HIV/AIDS nhưng liên quan đến tế bào lympho T chứ không phải thành phần huyết thanh.

Tỷ lệ huyết thanh tập trung vào kháng thể hoặc các phân tử được tiết ra vào huyết thanh – phần chất lỏng của máu sau khi loại bỏ các tế bào và yếu tố đông máu. Do đó, nó phản ánh trực tiếp trạng thái miễn dịch dịch thể của bệnh nhân, chứ không phải phản ứng miễn dịch tế bào hoặc phản ứng viêm không đặc hiệu.

Nguyên lý phân tích tỷ lệ huyết thanh

Để xác định tỷ lệ huyết thanh, các kỹ thuật định lượng miễn dịch được sử dụng để đo chính xác nồng độ các thành phần liên quan, thường bao gồm kháng thể (IgG, IgM, IgA), kháng nguyên virus, hoặc các cytokine. Phương pháp phổ biến nhất là ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), có thể cho kết quả định tính hoặc định lượng, cho phép tính toán tỷ lệ chính xác.

Các bước cơ bản trong xét nghiệm ELISA định lượng:

1. Phủ kháng nguyên hoặc kháng thể lên bề mặt giếng vi thể.
2. Thêm huyết thanh bệnh nhân và ủ để tạo liên kết đặc hiệu.
3. Rửa sạch và thêm enzyme gắn kháng thể thứ cấp.
4. Thêm cơ chất tạo màu, sau đó đọc mật độ quang (OD).

Giá trị OD thu được sẽ được chuyển đổi thành nồng độ bằng đường chuẩn (standard curve). Khi có hai hoặc nhiều chỉ số, tỷ lệ giữa chúng sẽ được tính theo công thức:
$R = \frac{C_1}{C_2}$
Trong đó $C_1$ và $C_2$ là nồng độ của hai thành phần (ví dụ IgG và IgM).

Ngoài ELISA, các phương pháp như miễn dịch hóa phát quang (CLIA), điện di miễn dịch, hoặc xét nghiệm hóa sinh tự động cũng có thể được sử dụng để đo nồng độ huyết thanh và từ đó tính tỷ lệ. Tính chính xác phụ thuộc vào hiệu chuẩn, độ lặp lại, và mức giới hạn phát hiện của phương pháp.

Ứng dụng trong đánh giá đáp ứng miễn dịch

Tỷ lệ huyết thanh là một chỉ số có giá trị cao trong đánh giá đáp ứng miễn dịch sau nhiễm trùng hoặc sau tiêm chủng. Khi cơ thể bị phơi nhiễm với tác nhân gây bệnh hoặc vaccine, hệ miễn dịch tạo ra kháng thể IgM đầu tiên, sau đó chuyển sang IgG để tạo miễn dịch lâu dài. Việc đo tỷ lệ IgG/IgM tại các thời điểm khác nhau cho phép xác định giai đoạn đáp ứng miễn dịch.

Ví dụ, trong tiêm vaccine COVID-19, nồng độ IgG thường tăng cao sau 2–3 tuần và duy trì trong nhiều tháng. Nếu tỷ lệ IgG/IgM tăng đều qua thời gian, điều này cho thấy hệ miễn dịch đã có trí nhớ miễn dịch. Ngược lại, nếu IgM cao mà IgG thấp, có thể là dấu hiệu phơi nhiễm gần đây hoặc đáp ứng chưa hoàn thiện.

Bảng minh họa diễn biến tỷ lệ kháng thể theo giai đoạn miễn dịch:

Giai đoạn	Nồng độ IgM	Nồng độ IgG	Tỷ lệ IgG/IgM
Nhiễm cấp	Cao	Thấp	< 1
Hồi phục	Giảm	Tăng	≈ 1
Miễn dịch lâu dài	Rất thấp	Cao	> 1

Việc định lượng tỷ lệ huyết thanh có thể áp dụng cho nhiều bệnh lý như sốt xuất huyết, viêm gan, HIV, cúm, thủy đậu và SARS-CoV-2, giúp xác định tình trạng nhiễm trùng hoặc theo dõi hiệu quả vaccine.

Vai trò trong chẩn đoán bệnh truyền nhiễm

Tỷ lệ huyết thanh đóng vai trò thiết yếu trong việc xác định giai đoạn của bệnh truyền nhiễm thông qua việc phân tích động học của kháng thể. Ở các bệnh như sốt xuất huyết, viêm gan B, HIV và COVID-19, tỷ lệ giữa các lớp kháng thể (chủ yếu IgM và IgG) được dùng để xác định nhiễm mới, nhiễm tái phát, hoặc đã từng nhiễm và có miễn dịch.

Ví dụ trong sốt xuất huyết Dengue:

• Nhiễm lần đầu: IgM tăng mạnh trong tuần đầu, IgG thấp → tỷ lệ IgM/IgG > 1.
• Nhiễm lần hai: IgG tăng sớm và mạnh, IgM không cao → tỷ lệ IgM/IgG < 1.

Tương tự, trong viêm gan B, sự hiện diện của kháng thể anti-HBs, anti-HBc IgG/IgM và HBsAg được dùng phối hợp để xác định trạng thái miễn dịch, đang nhiễm hoặc hồi phục. Trong xét nghiệm COVID-19, tỷ lệ IgG/IgM đối với protein S hoặc protein N của SARS-CoV-2 có thể phân biệt giữa người từng tiêm vaccine và người từng nhiễm bệnh tự nhiên.

Ý nghĩa trong bệnh lý tự miễn và viêm mạn tính

Tỷ lệ huyết thanh cũng được ứng dụng trong lĩnh vực miễn dịch học lâm sàng để chẩn đoán và theo dõi tiến triển các bệnh tự miễn như lupus ban đỏ hệ thống (SLE), viêm khớp dạng thấp (RA), hội chứng Sjögren và xơ cứng bì. Trong các bệnh này, tỷ lệ giữa các tự kháng thể (autoantibodies) như ANA, anti-dsDNA, anti-SSA/Ro và anti-SSB/La được theo dõi để đánh giá mức độ hoạt hóa miễn dịch.

Cụ thể:

• Trong SLE, tỷ lệ anti-dsDNA/ANA cao có thể gợi ý đợt bùng phát bệnh thận lupus.
• Trong RA, tỷ lệ giữa rheumatoid factor (RF) và anti-CCP phản ánh nguy cơ tiến triển mạn tính và tổn thương khớp.

Các cytokine như IL-6, TNF-α, và IL-1β cũng được đo và tính tỷ lệ với CRP để phân biệt viêm do tự miễn với viêm nhiễm cấp tính. Những dữ liệu này hỗ trợ bác sĩ đưa ra quyết định điều trị chính xác hơn, ví dụ trong lựa chọn thuốc sinh học như kháng TNF hoặc kháng IL-6.

Giá trị tiên lượng và theo dõi điều trị

Không chỉ giới hạn trong chẩn đoán, tỷ lệ huyết thanh còn mang ý nghĩa tiên lượng và đánh giá hiệu quả điều trị trong các bệnh mạn tính, đặc biệt là ung thư và bệnh nhiễm trùng kéo dài. Các xét nghiệm theo dõi sự thay đổi của tỷ lệ giữa các dấu ấn sinh học huyết thanh theo thời gian giúp phát hiện sớm thất bại điều trị hoặc tái phát bệnh.

Ví dụ:

• Trong ung thư gan, tỷ lệ giữa AFP-L3/AFP toàn phần được xem là chỉ dấu phát hiện ung thư biểu mô tế bào gan (HCC).
• Ở bệnh nhân viêm gan mạn, tỷ lệ HBeAg/anti-HBe giúp đánh giá giai đoạn miễn dịch hoạt động hoặc chuyển đổi huyết thanh.
• Trong bệnh lao, tỷ lệ IFN-γ/TNF-α có thể dùng để phân biệt bệnh lao tiềm ẩn và lao hoạt động.

Giá trị tỷ lệ huyết thanh còn được dùng trong các thử nghiệm lâm sàng để xác định nhóm bệnh nhân có đáp ứng tốt với liệu pháp miễn dịch hoặc thuốc kháng sinh đích danh. Các chỉ số huyết thanh thay đổi theo thời gian cho thấy xu hướng cải thiện hoặc thất bại điều trị, đặc biệt nếu được đánh giá song song với hình ảnh học và triệu chứng lâm sàng.

Biến thiên sinh học và yếu tố ảnh hưởng

Khi áp dụng tỷ lệ huyết thanh vào thực hành lâm sàng, cần chú ý đến các yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ chính xác và khả năng lặp lại của kết quả. Những yếu tố này bao gồm thời điểm lấy mẫu (liên quan đến giai đoạn bệnh), phương pháp xét nghiệm, điều kiện bảo quản huyết thanh và đặc điểm cá thể như tuổi, giới, di truyền hoặc bệnh nền.

Ví dụ:

• IgM có thể tồn tại lâu bất thường ở người cao tuổi, làm sai lệch phân tích tỷ lệ IgG/IgM.
• Cytokine dễ bị biến đổi nếu huyết thanh không được đông lạnh đúng quy trình.
• Người đang dùng corticosteroid hoặc thuốc ức chế miễn dịch có thể có tỷ lệ kháng thể thấp giả tạo.

Về mặt kỹ thuật, cần đảm bảo tính chuẩn hóa giữa các lô xét nghiệm, sử dụng mẫu chuẩn quốc tế (reference serum), và đánh giá độ nhạy - độ đặc hiệu của kit xét nghiệm. Phòng xét nghiệm cần tuân thủ nguyên tắc tiền phân tích, phân tích và hậu phân tích nghiêm ngặt để hạn chế sai số dẫn đến diễn giải sai lệch.

Hạn chế và khuyến cáo sử dụng

Mặc dù có giá trị chẩn đoán và tiên lượng, tỷ lệ huyết thanh không thể sử dụng độc lập để đưa ra kết luận lâm sàng. Bởi vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố nội tại và ngoại sinh, nên cần được diễn giải trong ngữ cảnh lâm sàng cụ thể, kết hợp với dữ liệu khác như triệu chứng, hình ảnh học, sinh hóa và tiền sử bệnh.

Khuyến cáo khi sử dụng tỷ lệ huyết thanh:

• Luôn so sánh với ngưỡng tham chiếu hoặc mẫu chuẩn (cut-off ratio).
• Không dùng tỷ lệ đơn lẻ để chẩn đoán nếu không có bằng chứng hỗ trợ.
• Ghi rõ thời điểm lấy mẫu và phương pháp đo lường để đảm bảo tính tái lập.

Các tổ chức y khoa như CDC, WHO và ECDC đều khuyến nghị diễn giải xét nghiệm huyết thanh học dưới sự giám sát chuyên môn, đặc biệt là trong dịch tễ học và chẩn đoán bệnh mới nổi như COVID-19, Zika hoặc MERS-CoV.

Tài liệu tham khảo

• Lee, N. et al. “Serological markers in infectious disease diagnosis and management.” Clinical Microbiology Reviews, 2020. Nguồn
• Oved, K. et al. “Serological ratio-based diagnostics: COVID-19 and beyond.” Nature Biotechnology, 2021. Nguồn
• Tan, L.C. et al. “IgG/IgM antibody response in viral infections: clinical significance and testing considerations.” Frontiers in Immunology, 2020. Nguồn
• Peter, J. et al. “Utility of immunoglobulin ratio in diagnosis of autoimmune diseases.” Journal of Immunological Methods, 2019. Nguồn
• Lippi, G. et al. “Serum biomarkers in COVID-19 diagnosis and prognosis.” Clinica Chimica Acta, 2020. Nguồn