Công Nghệ Sinh Học

Cập nhật đánh giá ưu nhược điểm các phương pháp xét nghiệm Covid-19 trên Thế giới

Ngày đăng: 19-04-2020

Chi tiết bài viết
Bài viết liên quan

5/5 - (1 bình chọn)

Bùng phát từ Trung Quốc, đến nay virút Covid-19 đã lây lan sang 185 quốc gia và vùng lãnh thổ. Bài học xương máu từ các quốc gia cho thấy xét nghiệm nhanh, sớm trên diện rộng là mấu chốt kiểm soát dịch. Bài viết sau đây cung cấp thông tin tổng quá và mới cập nhật về cách thức lấy mẫu xét nghiệm, các loại xét nghiệm, ưu và nhược điểm từng loại xét nghiệm.

Theo hướng dẫn của tổ chức y tế thế giới (WHO) và trung tâm phòng chống dịch bệnh Hoa Kì (CDC), để xét nghiệm cho Covid-19, tối thiểu cần có mẫu phẩm từ tuyến hô hấp trên của bệnh nhân, bao gồm bông gạc dịch từ vòm họng (nasopharyngeal) hoặc hầu họng (oropharyngeal). Đối với vòm họng, bông gạc được đưa qua lỗ mũi sâu xuống vị trí tiếp nối giữa mũi và họng, để khoảng vài giây để gạc thấm dịch nhầy, sau đó từ từ đưa gạc ra. Đối với hầu họng, bông gạc được đưa sâu vào vị trí trước hầu họng, tránh để gạc tiếp xúc với lưỡi. Lưu ý, loại gạc dùng để thu mẫu bệnh phẩm là loại làm từ sợi tổng hợp với tay cầm bằng nhựa. Không được dùng loại gạc làm từ muối Calcium Alginate hay loại gạc có tay cầm bằng gỗ vì loại gạc này có thể chứa các chất làm ảnh hưởng tới xét nghiệm. Ngoài ra, đối với những bệnh nhân có triệu chứng ho, thì cần thu thập mẫu phẩm từ tuyến hô hấp phía dưới như đờm hay dịch nội khí quản (endotracheal aspirate).

Mẫu xét nghiệm của từng bệnh nhân được chứa trong ống nghiệm ghi rõ mã bệnh nhân, mã bệnh phẩm, loại bệnh phẩm và ngày thu thập. Mẫu phẩm được bảo quản từ 2-8⁰C và vận chuyển nhanh chóng đến phòng xét nghiệm. Nếu có sự trì hoãn, mẫu phẩm được lưu trữ ở nhiệt độ -20⁰C.

Để thực hiện việc lấy mẫu xét nghiệm hiệu quả và an toàn, các trạm kiểm tra nên được thiết kế linh động. Người đến khám có thể ngồi trên xe ôtô trong khi nhân viên y tế thu thập thông tin và lấy mẫu xét nghiệm (drive-through station), hoặc là bước vào phòng lấy mẫu có thiết kế giống với “booth điện thoại công cộng” (walk-in center). Thời gian lấy mẫu và thông tin bệnh nhân chưa tới 10 phút.

Các loại xét nghiệm đang được áp dụng rộng rãi

Có nhiều phương pháp nhưng hai loại phương pháp đang được áp dụng rộng rãi để phát hiện sự có mặt của SARS-Cov2 (tên khoa học của vi-rút gây nên đại dịch Covid-19): Một là dựa trên RT-PCR, hai là dựa trên kháng thể.

1. Phương pháp RT- PCR

Phương pháp thứ nhất là dùng phản ứng phiên mã ngược, Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) để kiểm tra sự có mặt của RNA vi-rút Bước đầu tiên, kĩ thuật viên sẽ phân tách RNA virus (nếu có) từ trong mẫu. Sau đó RNA của virút sẽ được dùng làm mạch khuôn cho phản ứng phiên mã ngược thành DNA bổ sung, và DNA bổ sung được nhân bản lên nhằm mục đích định lượng. Các bộ kit khác nhau ở chỗ chúng nhắm tới các đoạn gene khác nhau của vi-rút. Bộ kit được phát triển bởi CDC nhắm vào gene mã hoá lớp vỏ bên trong bao bọc RNA (nucleocapsid) và lớp vỏ bên ngoài bao bọc virus (envelop). Những công ty sản xuất bộ kit hàng đầu hiện nay bao gồm Roche Diagnostics, LabCorp and Thermo Fisher Scientific.

Stephanie Caccomo, phát ngôn viên của Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kì (FDA) cho biết: độ nhạy của bộ kit còn tuỳ thuộc vào mức độ lan rộng của vi-rút. Điều may mắn là, từ đặc tính sinh lý bệnh của Coid-19 và dữ liệu thu nhận được, các bộ kit được chính thức công nhận rằng có độ nhạy cao và tỉ lệ dương tính giả rất thấp. Ngoài ra, khả năng âm tính giả có thể xảy ra nếu mẫu bệnh phẩm không được lấy đúng cách. Điều này phần nào giải thích vì sao một số bệnh nhân đã hồi phục lại xét nghiệm dương tính, dù trước đó đã được xác nhận âm tính.

Bộ kit xét nghiệm nhanh dựa trên PCR

Xét nghiệm dựa trên RT-PCR tốn từ vài giờ tới vài ngày. Gần đây, FDA cấp phép quyền sử dụng khẩn cấp EUA (emergency use authorization) cho một số bộ kit xét nghiệm nhanh cho kết quả dưới một giờ sử dụng. Các bộ kit này có thể được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp mặc dù chưa được kiểm duyệt. Cepheid và Mesa Biotech đã đưa ra sử dụng bộ kit cho ra kết quả trong vòng 45 và 30 phút. Cuối tháng 3 vừa rồi, Abbott cũng được cấp phép EUA cho một bộ kit sử dụng công nghệ PCR cho ra kết quả trong vòng 15 phút. Bộ kit mới của Abbot (ID NOW™ COVID-19) được phát triển trên nền tảng ID NOW™, sử dụng công nghệ khuyếch đại đẳng nhiệt (isothermal amplification) nhắm tới gen RdRp của vi-rút thay vì chu trình nhiệt nhiệt bình thường giúp rút ngắn thời gian xét nghiệm. Bộ kit của Abbott có thể xác định trường hợp dương tính trong 3 phút, và âm tính trong 13 phút. Uỷ viên FDA Steve Hahn đánh giá bộ kit này đánh dấu bước ngoặt trong chuẩn đoán Covid-19.

2. Phương pháp phát hiện kháng thể

Phương pháp thứ 2 là kiểm tra sự có mặt của loại kháng thể được hệ miễn dịch vật chủ sản sinh ra khi tiếp xúc với vi-rút. Phương pháp được nhóm nghiên cứu của nhà vi sinh vật học Florian Krammer phát triển và đăng tải trên tạp trí Medrxiv ngày 17 tháng 3 năm 2020. Xét nghiệm này dựa trên nguyên lý kháng nguyên kháng thể, và ứng dụng kĩ thuật từ phương pháp xét nghiệm ELISA (Enzyme- link immunosorbent assay), tạm dịch là phương pháp miễn dịch hấp thụ enzym liên kết. Cụ thể là, protein S là thành phần cấu tạo các gai trên bề mặt vỏ vi-rút SARS-Cov2, protein này chịu trách nhiệm tương tác với thụ thể ACE2 (human receptor angiotensin converting enzyme 2) trên tế bào phổi của vật chủ. Nhóm nghiên cứu đã tái tổ hợp protein S trong phòng thí nghiệm. Protein S tái tổ hợp được gắn trên bề mặt của các giếng phản ứng dùng để kiểm tra sự có mặt của kháng thể kháng virus trong huyết thanh của bệnh nhân nhiễm SARS-Cov2.

Phương pháp này giúp chúng ta hiểu cơ chế sản xuất kháng thể của hệ miễn dịch và giúp sàng lọc những người bệnh nhân (đã khỏi bệnh) có kháng thể mạnh với SARS-Cov2. Huyết thanh của những người có kháng thể cao với SARS-Cov2 có thể dùng trong điều trị cho nhưng bệnh nhân có triệu chứng nghiêm trọng. Đặc biệt, thử nghiệm huyết thanh giúp xác định một người đã từng nhiễm Covid-19 hay chưa, bất kể có triệu chứng hay không, điều mà phương pháp RT-PCR không làm được. Thế nên, phương pháp này có thể giúp đánh giá mức độ lây lan của dịch bệnh trong một quần thể. Hơn thế, những người có miễn dịch với Coiv-19 có thể quay lại làm việc bình thường, điều này đặc biệt có ý nghĩa với những cán bộ y tế.

Bộ kít xét nghiệm nhanh dựa trên phương pháp kiểm tra kháng thể:

Hoạt động giống như que thử thai, nhưng thay vì phát hiện hormone thì phát hiện nhanh kháng thể kháng virus. Xét nghiệm nhanh sử dụng mẫu máu của bệnh nhân, và cho kết quả hiển thị: một vạch âm tính, hai vạch dương tính. Điều quan ngại lớn nhất là độ chính xác của bộ kit xét nghiệm nhanh dựa vào kháng thể không cao. Một số có độ chính xác khoảng 80%, nghe có vẻ tốt nhưng điều đó có nghĩa là cứ 5 xét nghiệm thì có 1 xét nghiệm cho kết quả sai. Kết quả sai có thể do vạch nhạt màu, hoặc dương tính giả vì cơ thể có kháng thể có cấu trúc tượng tự. Một số nước, trong đó có Việt Nam đã sản xuất thành công bộ kit test nhanh này.

Tóm lại, phương pháp RT-PCR cho kết quả chính xác và đặc hiệu, tuy nhiên một khi vi-rút đã bị loại khỏi cơ thể thì xét nghiệm này không còn tính khả dụng. Ví dụ đối với những người có triệu chứng nhẹ và tự cách ly tại nhà, kết quả xét nghiệm sẽ thiếu chắc chắn. Trong khi đó, phương pháp xét nghiệm dưạ trên kháng thể sẽ cung cấp một “bức tranh” tổng thể về lịch sử nhiễm bệnh. Một người nhiễm vi-rút có thể mất tới vài tuần để sản sinh ra kháng thể kháng vi-rút trong dòng máu, nhưng kháng thể này lại tồn tại được lâu.Tuy nhiên thì tính chính xác của phương pháp kháng thể vẫn cần phải kiểm nghiệm thêm. Đó cũng là lý do vì sao hướng dẫn của tổ chức y tế thế giới WHO vẫn khuyến khích dùng phương pháp RT-PCR.

Người tổng hợp dịch: Trần Duy, Trần Yến

Biên tập: Tuệ An – Cố vấn học thuật Nhóm học thuật IBSG

Nguồn ảnh: Abbott Laboratories

Tài liệu tham khảo