Virus bại liệt là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu chung

Virus bại liệt (Poliovirus) là tác nhân gây bệnh bại liệt cấp tính ở người, thuộc họ Picornaviridae, chi Enterovirus. Virus có khả năng lây truyền mạnh qua đường tiêu hóa và gây tổn thương tế bào thần kinh vận động trong tủy sống, dẫn đến liệt mềm cấp tính hoặc tử vong nếu cơ hô hấp bị ảnh hưởng. Bệnh cảnh bại liệt từng là mối đe dọa toàn cầu trước khi có vaccine, với hàng trăm nghìn ca liệt hàng năm ở thế kỷ 20.

Ba týp huyết thanh của Poliovirus (PV1, PV2, PV3) đều có khả năng gây bệnh, trong đó PV1 chiếm tỷ lệ gây liệt cao nhất và vẫn tồn tại trong một số khu vực chưa xóa sổ hoàn toàn. Vaccine bại liệt bất hoạt (IPV) và vaccine sống giảm độc lực (OPV) đã làm giảm đáng kể số ca mắc từ hàng trăm nghìn xuống vài chục ca mỗi năm nhờ chương trình tiêm chủng mở rộng toàn cầu https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/poliomyelitis.

• Poliovirus: RNA sợi đơn, dương tính, không có vỏ bao ngoài lipid.
• Tổn thương chủ yếu: tế bào thần kinh vận động cột trước tủy sống.
• Biểu hiện: từ không triệu chứng đến liệt mềm cấp tính.

Phân loại và cấu trúc

Poliovirus thuộc nhóm Enterovirus A, phân loại thành ba týp huyết thanh dựa trên kháng nguyên capsid: PV1, PV2 và PV3. Mỗi týp có vùng kháng nguyên VP1–VP4 đặc trưng, quyết định khả năng trung hòa của kháng thể huyết thanh và hiệu quả bảo vệ sau tiêm chủng.

Cấu trúc hạt virus đường kính xấp xỉ 30 nm, gồm vỏ capsid icosahedral không có bao lipid. Capsid gồm 60 đơn vị lặp lại, mỗi đơn vị chứa bốn protein cấu trúc VP1, VP2, VP3 và VP4. Sự thay đổi nhỏ trong VP1 ảnh hưởng đáng kể đến khả năng bám dính thụ thể CD155 trên bề mặt tế bào người.

So sánh ba týp huyết thanh Poliovirus

Týp	Kháng nguyên chính	Tỷ lệ liệt (%)
PV1	VP1 với vị trí kháng nguyên N-terminus	~0.5–1
PV2	VP2 vùng loop BC	<0.1
PV3	VP3 vùng GH	~0.1–0.2

Genome và chu trình nhân lên

Genome Poliovirus là RNA sợi đơn dương, dài khoảng 7.5 kb, chứa một ORF duy nhất mã hóa polyprotein tiền thân. Polyprotein này được cắt bởi protease virus thành các protein cấu trúc (VP1–VP4) và protein không cấu trúc (2A–2C, 3A–3D) phục vụ nhân bản và lắp ráp hạt virus mới.

Quá trình nhân lên bắt đầu khi virus gắn vào thụ thể CD155 (PVR) trên tế bào biểu mô ruột hoặc tế bào thần kinh vận động. Sau khi xâm nhập, capsid được giải giải, RNA giải phóng vào bào tương, trực tiếp phiên mã và dịch mã để tạo polyprotein. Protein 3D pol (RNA-dependent RNA polymerase) cho phép tổng hợp genome mới thông qua nguyên tắc “âm tính–dương tính”.

• Bước 1: Gắn thụ thể CD155 và nội bào hóa qua trung bì động lực học.
• Bước 2: Giải capsid, giải phóng RNA sợi đơn dương.
• Bước 3: Phiên mã dịch mã polyprotein; cắt thành protein chức năng.
• Bước 4: Nhân bản genome và lắp ráp hạt virus, giải phóng qua apoptosis hoặc bơm thải.

Đường lây và sinh bệnh học

Poliovirus lây truyền chủ yếu qua đường phân–miệng, thông qua nước hoặc thức ăn nhiễm phân người mang virus. Tại ruột non, virus nhân lên mạnh mẽ ở tế bào màng nhung mao, rồi lan vào hạch mạc treo và gây viraemia. Giai đoạn viraemia không triệu chứng chiếm tần suất cao, chỉ khoảng 1–2% tiến triển đến giai đoạn xâm nhập thần kinh.

Trong giai đoạn xâm nhập thần kinh, virus di chuyển dọc theo sợi thần kinh trục về tủy sống và thân não, tấn công tế bào thần kinh vận động. Sự phá hủy neuron cột trước tủy sống gây ra liệt mềm cấp tính, thường một chi hoặc cả hai chi dưới, đôi khi ảnh hưởng cơ hô hấp dẫn đến nguy cơ tử vong nếu không được hỗ trợ thông khí kịp thời.

• Tiêu chí nhận diện: phân lập virus từ phân hoặc dịch họng.
• Thời kỳ ủ bệnh: 3–35 ngày, trung bình 7–14 ngày.
• Tiến triển: thể không liệt → thân não → liệt mềm cấp tính.

Biểu hiện lâm sàng

Phần lớn trường hợp nhiễm Poliovirus không có triệu chứng rõ ràng, chỉ khoảng 4–8% người bệnh xuất hiện các dấu hiệu giống cúm như sốt nhẹ, đau họng, mệt mỏi, buồn nôn và rối loạn tiêu hóa. Triệu chứng này thường kéo dài 2–5 ngày rồi tự hết mà không để lại di chứng.

Khoảng 1–2% trường hợp tiến triển nặng, virus xâm nhập vào hệ thần kinh trung ương, gây viêm màng não không liệt (aseptic meningitis). Người bệnh có biểu hiện sốt cao, đau đầu dữ dội, cứng gáy, buồn nôn và nôn ói, cần nhập viện theo dõi và điều trị hỗ trợ tích cực.

Trong tỷ lệ rất nhỏ (khoảng 0.1–0.5%), bệnh chuyển thành thể bại liệt mềm cấp tính (paralytic poliomyelitis). Ban đầu xuất hiện yếu liệt cơ đột ngột ở một chi hoặc nửa người, thường là chi dưới; tiến triển trong 1–2 ngày thành liệt hoàn toàn, mất phản xạ gân xương. Nếu tổn thương vùng đám rối cột sống cổ hoặc thân não, có thể liệt cơ hô hấp dẫn đến suy hô hấp và tử vong.

Chẩn đoán

Chẩn đoán xác định Poliovirus dựa trên lâm sàng và xét nghiệm cận lâm sàng. Nuôi cấy virus từ phân hoặc dịch hầu họng trên tế bào HeLa hoặc RD là phương pháp vàng, phát hiện virus sau 3–7 ngày nuôi cấy.

Xét nghiệm RT–PCR trực tiếp trên mẫu phân hoặc dịch họng cho kết quả nhanh trong vòng 24–48 giờ, độ nhạy cao, giúp khẳng định typ huyết thanh bằng kỹ thuật giải trình tự gene. Xét nghiệm huyết thanh IgM cũng hỗ trợ chẩn đoán thể viêm màng não, nhưng không phân biệt được typ virus.

Phương pháp chẩn đoán Poliovirus

Phương pháp	Thời gian trả kết quả	Ưu nhược điểm
Nuôi cấy virus	3–7 ngày	Độ chính xác cao, xác định typ huyết thanh
RT–PCR	1–2 ngày	Nhanh, độ nhạy cao nhưng không phân định độc lực
Huyết thanh IgM	2–3 ngày	Hỗ trợ viêm màng não, không xác định typ

Phòng ngừa và tiêm chủng

Phòng bệnh bại liệt dựa vào tiêm chủng mở rộng với hai loại vaccine: IPV (inactivated polio vaccine) và OPV (oral polio vaccine). IPV tiêm bắp hoặc tiêm dưới da, an toàn cao, không nguy cơ gây bệnh từ vaccine. OPV uống trực tiếp, kích thích miễn dịch niêm mạc đường ruột, giảm lây lan cộng đồng nhưng có nguy cơ rất thấp gây bại liệt từ vaccine (cVDPV).

• Lịch tiêm WHO khuyến cáo: 4 liều IPV/OPV kết hợp trong 18 tháng đầu đời.
• Chiến dịch “Ngày Đáp ứng Bại liệt”: tiêm bổ sung OPV cho trẻ dưới 5 tuổi trên diện rộng.
• Giám sát không có triệu chứng: lấy mẫu phân ngẫu nhiên tại cộng đồng để phát hiện virus lây lan âm thầm.

Việc duy trì tỷ lệ bao phủ ≥95% quần thể trẻ em dưới 5 tuổi là chìa khóa ngăn chặn dịch và hướng tới xóa sổ hoàn toàn. An toàn lạnh chuỗi vaccine (cold chain) và giám sát hậu tiêm chủng giúp nhanh chóng phát hiện ổ dịch và xử lý kịp thời.

Điều trị và chăm sóc

Hiện tại chưa có thuốc kháng virus đặc hiệu cho Poliovirus, điều trị chủ yếu là hỗ trợ và phục hồi chức năng. Giai đoạn cấp, bệnh nhân được theo dõi sát dấu hiệu suy hô hấp, cho thở máy áp lực dương nếu cần và truyền dịch để duy trì ổn định huyết động.

Vật lý trị liệu, phục hồi chức năng vận động sớm giúp ngăn ngừa co rút cơ, duy trì tầm vận động khớp và xây dựng lại sức cơ. Thiết bị trợ thở, nẹp chi và xe lăn hỗ trợ bệnh nhân thể liệt nặng duy trì sinh hoạt độc lập.

• Chăm sóc vết loét tỳ đè, ngăn ngừa viêm da, hoại tử cơ bắp.
• Hỗ trợ tâm lý: tư vấn bệnh nhân và gia đình về phục hồi dài hạn.
• Giám sát các di chứng muộn: hội chứng đau sau bại liệt (post-polio syndrome).

Nỗ lực xóa bỏ toàn cầu

Chương trình Xóa sổ Bại liệt Toàn cầu (GPEI) do WHO, UNICEF, CDC, Rotary International và Bill & Melinda Gates Foundation hợp tác khởi xướng từ 1988. Mục tiêu loại trừ PV2 (2015) và PV3 (2019) đã đạt. Hiện chỉ còn PV1 lưu hành tại Pakistan và Afghanistan.

Các biện pháp bao gồm tiêm chủng bổ trợ, giám sát virus phân lập từ mẫu môi trường (nước thải) và phản ứng nhanh với ổ dịch cục bộ. Chiến lược chuyển dần từ OPV sang IPV nhằm loại bỏ hoàn toàn nguy cơ cVDPV và duy trì miễn dịch cộng đồng.

Hướng nghiên cứu tương lai

Phát triển vaccine thế hệ mới (nLTBP) sử dụng virus bất hoạt qua chỉnh sửa gene, không cần bảo quản lạnh, phù hợp vùng khí hậu nhiệt đới và hạ tầng lạnh kém. Vaccine ARN mã hóa capsid đang trong giai đoạn thử nghiệm đầu người, hứa hẹn tăng ổn định miễn dịch.

Ứng dụng công nghệ CRISPR/Cas để tạo mô hình động vật nghiên cứu cơ chế độc lực và tương tác virus–máy chủ, giúp thiết kế thuốc kháng virus tiềm năng. Nghiên cứu kháng thể đơn dòng (mAbs) nhằm trung hòa virus, giảm tải virus trong giai đoạn viraemia.

Tài liệu tham khảo

1. WHO – Poliomyelitis fact sheet
2. CDC – Poliovirus and Polio
3. PubMed – Poliovirus: Molecular Biology and Pathogenesis
4. NCBI Bookshelf – Poliovirus
5. The Lancet – Global Polio Eradication Initiative