Virus varicella zoster là gì? Nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu chung về virus Varicella-Zoster

Virus Varicella-Zoster (VZV) là thành viên của họ Herpesviridae, chi Varicellovirus, gây ra hai bệnh lâm sàng chính là thủy đậu (varicella) và zona (herpes zoster). Thủy đậu thường xảy ra ở trẻ em, biểu hiện bằng phát ban dạng bóng nước, ngứa và sốt, còn zona là sự tái hoạt động của VZV tiềm ẩn, gây đau thần kinh kèm ban đỏ giới hạn theo dây thần kinh cảm giác.

VZV lan truyền chủ yếu qua giọt bắn đường hô hấp và tiếp xúc trực tiếp với dịch từ tổn thương da. Giai đoạn ủ bệnh kéo dài khoảng 10–21 ngày trước khi xuất hiện triệu chứng lâm sàng. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), trước khi có vaccine, hầu hết trẻ em dưới 10 tuổi mắc thủy đậu ít nhất một lần trong đời.

Ý nghĩa y tế công cộng của VZV rất lớn: thủy đậu có thể gây biến chứng như bội nhiễm da, viêm phổi, viêm não, đặc biệt ở người suy giảm miễn dịch; zona gây đau nhức dai dẳng, có thể dẫn đến hội chứng đau sau zona (postherpetic neuralgia). Ngăn ngừa bằng tiêm chủng đã làm giảm đáng kể tỷ lệ mắc và biến chứng nặng nề của VZV (CDC – Chickenpox).

Phân loại và cấu trúc virus

VZV thuộc chi Varicellovirus, họ Herpesviridae và có chung đặc điểm cấu trúc với các herpesvirus khác: capsid icosahedral đường kính ~100–110 nm, lớp bao ngoài envelope chứa glycoprotein để gắn kết với thụ thể tế bào chủ. Vỏ ngoài lipid này dễ bị bất hoạt bởi xà phòng và chất tẩy, nhưng virus trong bọng nước có thể tồn tại ngoài cơ thể ngắn ngày.

• Các glycoprotein chính trên vỏ: gB, gC, gE, gH, gL góp phần vào giai đoạn gắn kết và hợp nhất màng.
• Capsid chứa 162 capsomer, bao quanh bộ gen ADN kép.
• Lớp tegument giữa capsid và envelope chứa protein điều hòa phiên mã và miễn dịch tế bào.

Đặc tính	Mô tả
Kích thước tổng thể	~180–200 nm
Đường kính capsid	100–110 nm
Loại bộ gen	ADN vòng kép, không có đoạn dính
Số gen	Khoảng 70 gen mã hóa protein

Sự khác biệt về cấu trúc giữa VZV và các alpha-herpesvirus khác như HSV-1/2 chủ yếu ở thành phần glycoprotein và cơ chế tương tác với tế bào thần kinh cảm giác, giúp VZV dễ dàng di chuyển về hạch gai cảm giác và duy trì tiềm ẩn.

Tổ chức bộ gen và biểu hiện gen

Bộ gen VZV là ADN vòng kép tuyến tính, dài khoảng 125.000 base pairs, chứa gần 70 ORF (open reading frames). Các gen được phân loại thành ba nhóm theo trình tự phiên mã:

1. Immediate-Early (IE): Gen điều hòa phiên mã, hướng dẫn biểu hiện các gen sớm và muộn.
2. Early (E): Gen mã hóa enzyme sao chép ADN và protein điều hòa bổ sung.
3. Late (L): Gen mã hóa protein cấu trúc capsid và glycoprotein bọc ngoài.

Sự biểu hiện gen tuân theo cơ chế cổ điển của herpesvirus: giai đoạn IE khởi tạo và điều khiển, E sao chép bộ gen, L tạo thành cấu trúc virus hoàn chỉnh. Điều hòa biểu hiện gen được kiểm soát bằng promoter, enhancer và protein tái lập cấu trúc nucleosome tại vùng ADN virus.

Các công cụ phân tích tuần tự bộ gen như PCR và giải trình tự thế hệ mới (NGS) đã giúp xác định vùng biến dị giữa các chủng VZV, liên quan đến mức độ độc lực và phản ứng miễn dịch. Dữ liệu bộ gen được lưu tại Cơ sở Dữ liệu Virus Quốc tế ICTV (ICTV Master Species List).

Chu trình nhân lên và lan truyền

Quá trình nhân lên của VZV diễn ra chủ yếu trong nhân tế bào chủ và bao gồm các bước sau:

• Gắn kết và nhập bào: Glycoprotein gB/gH-gL trên vỏ ngoài liên kết với thụ thể trên tế bào biểu mô hoặc tế bào thần kinh.
• Giải phóng bộ gen: Màng vỏ hợp nhất với màng bào tương, capsid giải phóng bộ gen ADN vào nhân qua lỗ nhân.
• Phiên mã và dịch mã: Các gen IE, E, L lần lượt được phiên mã, dịch mã ở bào tương, protein chuyển ngược vào nhân tác động lên bộ gen.
• Lắp ráp và xuất bào: Capsid mới hình thành trong nhân, phong bì qua lưới nội sinh chất, rồi xuất bào theo đường chất khoảng gian bào.

Lan truyền tế bào–tế bào (cell-to-cell spread) là cơ chế chính giúp virus tránh miễn dịch dịch thể, đặc biệt tại da và dây thần kinh. Cơ chế này dựa vào sự hình thành cầu nối màng (fusogenic spread) dưới tác động của các glycoprotein.

Sau giai đoạn cấp tính ở da, virus di chuyển ngược chiều dọc theo sợi trục thần kinh về hạch gai cảm giác để thiết lập trạng thái tiềm ẩn. Trong điều kiện miễn dịch suy giảm hoặc tuổi cao, VZV tái hoạt động, di chuyển xuống da, gây zona.

Dịch tễ học

Varicella-Zoster Virus (VZV) lưu hành toàn cầu, với tỷ lệ mắc thủy đậu ở trẻ em trước tuổi trưởng thành lên đến 95% tại các vùng khí hậu ôn đới trước khi có vaccine. Tại Hoa Kỳ, ước tính mỗi năm trước tiêm chủng có khoảng 4 triệu ca thủy đậu và 10.000–13.000 ca nhập viện do biến chứng nghiêm trọng (CDC – Varicella Epidemiology).

Có sự khác biệt về mùa vụ: tại vùng ôn đới, thủy đậu gia tăng vào cuối mùa đông và đầu mùa xuân, trong khi ở vùng nhiệt đới phân bố đều quanh năm hoặc tăng nhẹ vào mùa khô. Tỷ lệ miễn dịch cộng đồng (seroprevalence) của IgG chống VZV ở dân số trưởng thành thường vượt 90% sau khi tiêm chủng rộng rãi hoặc nhiễm tự nhiên.

Zona (herpes zoster) xuất hiện chủ yếu ở người trên 50 tuổi khi miễn dịch tế bào suy giảm. Tỷ lệ mắc zona hàng năm khoảng 3–5 ca/1.000 người, tăng lên 8–12 ca/1.000 người ở nhóm > 80 tuổi. Gánh nặng bệnh lý bao gồm đau cấp và mãn tính (postherpetic neuralgia), ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cuộc sống và chi phí y tế (WHO – Herpes Zoster Factsheet).

Triệu chứng lâm sàng và biểu hiện bệnh lý

Thủy đậu khởi phát với sốt nhẹ, mệt mỏi, chán ăn, kèm theo phát ban dạng ban đỏ rồi thành mụn nước, bóng nước trên nền da hồng. Các tổn thương xuất hiện tuần tự: từ dát đỏ → mụn nước → mủ → kết vảy, diễn ra đồng thời ở các giai đoạn khác nhau. Ban thường tập trung nhiều ở thân mình, da đầu và ít ở lòng bàn tay, bàn chân.

Biến chứng của thủy đậu có thể bao gồm bội nhiễm vi khuẩn Streptococcus hoặc Staphylococcus tại tổn thương da, viêm phổi, viêm não, viêm các cơ quan nội tạng, đặc biệt nguy hiểm ở trẻ sơ sinh, người lớn có bệnh nền, và phụ nữ mang thai.

Zona biểu hiện bằng đau dây thần kinh cấp tính kèm theo mụn nước tập trung theo đường dẫn truyền thần kinh (dermatome). Cơn đau thường xuất hiện trước ban da, có thể kèm ngứa, rát. Nếu không điều trị kịp thời, hội chứng đau sau zona (postherpetic neuralgia) xảy ra ở 10–20% bệnh nhân, gây đau mạn tính kéo dài nhiều tháng hoặc năm.

Cơ chế bệnh sinh và đáp ứng miễn dịch

Sau nhiễm cấp tính tại da và niêm mạc, VZV di chuyển ngược lên hệ thần kinh cảm giác, cư trú tiềm ẩn trong hạch gai dorsal root ganglia. Tại đây, virus tồn tại dạng episome và không sao chép tích cực, được kiểm soát bởi miễn dịch tế bào, đặc biệt là tế bào T CD8+ và cytokine IFN-γ.

Khi miễn dịch suy giảm (tuổi cao, stress, suy giảm miễn dịch phân tử hoặc do bệnh lý), VZV tái hoạt động, tự nhân lên trong tế bào thần kinh, lan về da theo sợi trục, gây tổn thương tại vùng da chi phối bởi hạch nhiễm.

Miễn dịch dịch thể (kháng thể IgG, IgA) đóng vai trò ngăn ngừa nhiễm trùng ban đầu và giảm mức độ nặng của bệnh. Tuy nhiên, miễn dịch tế bào mới là yếu tố quyết định ngăn chặn tái hoạt động và giải quyết tổn thương thần kinh (NCBI PubMed – VZV Immunity).

Chẩn đoán và xét nghiệm

Chẩn đoán lâm sàng dựa trên triệu chứng điển hình của thủy đậu và zona, nhưng đôi khi cần xác nhận bằng xét nghiệm khi diễn biến không điển hình hoặc bệnh nhân suy giảm miễn dịch. Các phương pháp xét nghiệm bao gồm:

• PCR phát hiện ADN VZV từ dịch mụn nước, máu hoặc dịch não tủy: độ nhạy và độ đặc hiệu > 95%.
• Serology: ELISA phát hiện kháng thể IgM (nhiễm cấp) và IgG (miễn dịch sau nhiễm hoặc tiêm chủng). Đo nồng độ IgG trước và sau tiêm có thể đánh giá hiệu quả vaccine.
• Phát hiện kháng nguyên bằng miễn dịch huỳnh quang trực tiếp (DFA) trên mẫu tăm bông tổn thương da.

Thời gian lấy mẫu và bảo quản: dịch mụn nước nên lấy sớm trong vòng 72 giờ kể từ khi xuất hiện tổn thương, bảo quản lạnh và chuyển xét nghiệm trong điều kiện ít nhất –20 °C để duy trì tính toàn vẹn ARN/ADN.

Điều trị và biện pháp dự phòng

Điều trị thủy đậu thường hỗ trợ, bao gồm giảm sốt, ngứa và ngăn bội nhiễm da. Với nhóm nguy cơ cao (sơ sinh, người trưởng thành, người suy giảm miễn dịch), sử dụng kháng virus đường uống hoặc tiêm tĩnh mạch:

• Acyclovir 20 mg/kg mỗi 6 giờ, kéo dài 5–7 ngày.
• Valacyclovir hoặc famciclovir cho người lớn, tác dụng sinh khả dụng cao hơn acyclovir.

Điều trị zona tương tự với liều cao hơn và thời gian dài hơn (7–10 ngày), phối hợp giảm đau thần kinh (NSAIDs, thuốc chống co cơ như gabapentin).

Phòng ngừa chủ yếu bằng vaccine sống giảm độc lực:

1. Vaccine thủy đậu: liều lúc 12–15 tháng tuổi, nhắc lại mũi 2 ở 4–6 tuổi; hiệu quả bảo vệ > 90% chống bệnh thể nhẹ đến trung bình (CDC – Varicella Vaccination).
2. Vaccine zona (Shingrix): vaccine tái tổ hợp không sống, tiêm 2 liều cho người ≥ 50 tuổi, hiệu quả > 90% ngăn ngừa zona và > 85% ngăn hội chứng đau sau zona (CDC – Shingles Vaccination).

Ý nghĩa công tác y tế công cộng

Giám sát bao phủ vaccine và tỷ lệ mắc bệnh là cơ sở đánh giá hiệu quả chương trình tiêm chủng. Nâng cao nhận thức cộng đồng về lợi ích và an toàn của vaccine giúp tăng độ bao phủ, giảm nguy cơ bùng phát dịch.

Biện pháp kiểm soát dịch bao gồm cách ly ca bệnh trong giai đoạn lây nhiễm, khử khuẩn bề mặt tiếp xúc, và tầm soát người tiếp xúc nhằm ngăn không lan rộng trong cộng đồng, đặc biệt tại trường học và cơ sở chăm sóc dài hạn.

Chính sách y tế cần chú trọng cung cấp vaccine zona cho nhóm tuổi cao, đồng thời mở rộng nghiên cứu vaccine thế hệ mới nhằm tăng tính bền vững miễn dịch và giảm tác dụng phụ (WHO – VZV Immunization).

Tài liệu tham khảo

• Centers for Disease Control and Prevention. “Varicella Epidemiology.” CDC Varicella
• World Health Organization. “Herpes Zoster Factsheet.” WHO Herpes Zoster
• Centers for Disease Control and Prevention. “Varicella Vaccination.” CDC Varicella Vaccine
• Centers for Disease Control and Prevention. “Shingles Vaccination.” CDC Shingles Vaccine
• Cohrs RJ, Gilden DH, Kennedy PG. Varicella-zoster virus: virology and host responses. Curr Opin Infect Dis. 2014;27(3):197–203.
• Golruff, AM et al. Immunopathogenesis of Varicella-Zoster Virus. J Virol. 2019;93(15):e00364-19.