Vi sinh vật gây bệnh là vi sinh vật có thể xâm nhập vào cơ thể con người, gây nhiễm trùng và thậm chí là bệnh truyền nhiễm hoặc mầm bệnh.Trong số các tác nhân gây bệnh, vi khuẩn và virus là nguy hiểm nhất.

Nhiễm trùng là một trong những nguyên nhân chính gây bệnh tật và tử vong ở người.Vào đầu thế kỷ 20, việc phát hiện ra các loại thuốc chống vi trùng đã thay đổi nền y học hiện đại, mang lại cho con người một “vũ khí” để chống nhiễm trùng, đồng thời giúp cho việc phẫu thuật, cấy ghép nội tạng và điều trị ung thư trở nên khả thi.Tuy nhiên, có nhiều loại tác nhân gây bệnh truyền nhiễm, bao gồm virus, vi khuẩn, nấm và các vi sinh vật khác.Nhằm nâng cao công tác chẩn đoán và điều trị các loại bệnh, bảo vệ sức khỏe nhân dân

Y tế đòi hỏi các kỹ thuật xét nghiệm lâm sàng chính xác và nhanh chóng hơn.Vậy các công nghệ phát hiện vi sinh là gì?

01 Phương pháp phát hiện truyền thống

Trong quá trình phát hiện truyền thống các vi sinh vật gây bệnh, hầu hết chúng cần được nhuộm màu, nuôi cấy và nhận dạng sinh học được thực hiện trên cơ sở này, để có thể xác định được các loại vi sinh vật khác nhau và giá trị phát hiện cao.Các phương pháp phát hiện truyền thống chủ yếu bao gồm kính hiển vi phết tế bào, nuôi cấy tách và phản ứng sinh hóa, và nuôi cấy tế bào mô.

1 kính hiển vi tiêu bản

Các vi sinh vật gây bệnh có kích thước nhỏ và hầu hết không màu và mờ.Sau khi nhuộm chúng, có thể dùng kính hiển vi để quan sát kích thước, hình dạng, cách sắp xếp, v.v... của chúng.Soi soi trực tiếp bằng kính hiển vi nhuộm lam đơn giản, nhanh chóng, vẫn áp dụng được đối với những bệnh nhiễm vi sinh vật gây bệnh có thể đặc biệt như lậu cầu, lao Mycobacterium, xoắn khuẩn… để chẩn đoán sơ bộ sớm.Phương pháp kiểm tra bằng kính hiển vi quang học trực tiếp nhanh hơn và có thể được sử dụng để kiểm tra trực quan các tác nhân gây bệnh ở dạng đặc biệt.Nó không yêu cầu dụng cụ và thiết bị đặc biệt.Nó vẫn là một phương tiện rất quan trọng để phát hiện vi sinh vật gây bệnh trong các phòng thí nghiệm cơ bản.

2 Nuôi cấy tách dòng và phản ứng sinh hóa

Nuôi cấy phân tách chủ yếu được sử dụng khi có nhiều loại vi khuẩn và một trong số chúng cần được tách ra.Nó chủ yếu được sử dụng trong đờm, phân, máu, dịch cơ thể, v.v. Vì vi khuẩn phát triển và nhân lên trong một thời gian dài nên phương pháp xét nghiệm này cần một khoảng thời gian nhất định.Và không thể xử lý theo lô, vì vậy lĩnh vực y tế đã tiếp tục tiến hành nghiên cứu về vấn đề này, sử dụng thiết bị nhận dạng và đào tạo tự động để cải thiện các phương pháp đào tạo truyền thống và nâng cao độ chính xác của việc phát hiện.

3 Nuôi cấy tế bào mô

Các tế bào mô chủ yếu bao gồm chlamydia, vi rút và rickettsiae.Vì các loại tế bào mô trong các tác nhân gây bệnh khác nhau là khác nhau nên sau khi các mô được loại bỏ vi sinh vật gây bệnh, các tế bào sống phải được nuôi cấy bằng cách cấy chuyền.Các vi sinh vật gây bệnh nuôi cấy được cấy vào các tế bào mô để nuôi cấy nhằm giảm thiểu các thay đổi bệnh lý của tế bào càng nhiều càng tốt.Ngoài ra, trong quá trình nuôi cấy tế bào mô, vi sinh vật gây bệnh có thể được tiêm trực tiếp vào động vật nhạy cảm, sau đó có thể kiểm tra đặc điểm của mầm bệnh theo sự thay đổi trong mô và cơ quan của động vật.

02 Công nghệ xét nghiệm gen

Với sự cải tiến liên tục của trình độ công nghệ y tế trên thế giới, sự phát triển và tiến bộ của công nghệ phát hiện sinh học phân tử, có thể xác định hiệu quả các vi sinh vật gây bệnh, cũng có thể cải thiện hiện trạng ứng dụng các đặc điểm hình thái và sinh lý bên ngoài trong quy trình phát hiện truyền thống và có thể sử dụng các gen duy nhất Trình tự đoạn xác định các loại vi sinh vật gây bệnh, vì vậy công nghệ xét nghiệm di truyền được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xét nghiệm y tế lâm sàng với những ưu điểm riêng.

1 Phản ứng chuỗi polymerase (PCR)

Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction, PCR) là một kỹ thuật sử dụng các đoạn mồi oligonucleotide đã biết để dẫn hướng và khuếch đại một lượng nhỏ đoạn gen cần kiểm tra thành một đoạn chưa biết trong ống nghiệm.Bởi vì PCR có thể khuếch đại gen cần kiểm tra, nên nó đặc biệt thích hợp để chẩn đoán sớm nhiễm mầm bệnh, nhưng nếu mồi không đặc hiệu, nó có thể gây ra dương tính giả.Công nghệ PCR đã phát triển nhanh chóng trong 20 năm qua và độ tin cậy của nó đã dần được cải thiện từ khuếch đại gen đến nhân bản và biến đổi gen và phân tích gen.Phương pháp này cũng là phương pháp phát hiện chính virus corona mới trong đợt dịch này.

Foregene đã phát triển bộ RT-PCR dựa trên công nghệ PCR trực tiếp, để phát hiện 2 gen bình thường, 3 gen và các biến thể từ Vương quốc Anh, Brazil, Nam Phi và Ấn Độ, dòng B.1.1.7 (Anh), dòng B.1.351 (ZA), dòng B.1.617 (IND) và dòng P.1 (BR), tương ứng.

Công nghệ chip 2 gen

Công nghệ chip gen đề cập đến việc sử dụng công nghệ microarray để gắn các đoạn DNA mật độ cao vào các bề mặt rắn như màng và tấm kính theo một trật tự hoặc sắp xếp nhất định thông qua robot tốc độ cao hoặc tổng hợp tại chỗ.Với các đầu dò DNA được dán nhãn đồng vị hoặc huỳnh quang, và với sự trợ giúp của nguyên tắc lai bổ sung cơ sở, một số lượng lớn các kỹ thuật nghiên cứu như biểu hiện và giám sát gen đã được thực hiện.Việc ứng dụng công nghệ chip gen vào chẩn đoán vi sinh vật gây bệnh có thể rút ngắn đáng kể thời gian chẩn đoán.Đồng thời, nó cũng có thể phát hiện mầm bệnh có kháng thuốc hay không, kháng thuốc nào và nhạy cảm với thuốc nào để cung cấp tài liệu tham khảo cho thuốc lâm sàng.Tuy nhiên, chi phí sản xuất của công nghệ này tương đối cao và độ nhạy của phát hiện chip cần được cải thiện.Do đó, công nghệ này vẫn được sử dụng trong nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và chưa được sử dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng.

3 Công nghệ lai axit nucleic

Lai axit nucleic là một quá trình trong đó các chuỗi đơn nucleotide có trình tự bổ sung trong các vi sinh vật gây bệnh hợp nhất trong tế bào để tạo thành các dị hợp tử.Yếu tố dẫn đến lai tạo là phản ứng hóa học giữa axit nucleic và mẫu dò để xác định vi sinh vật gây bệnh.Hiện nay, các kỹ thuật tái lai axit nucleic được sử dụng để phát hiện các vi sinh vật gây bệnh chủ yếu bao gồm axit nucleic lai tại chỗ và lai blot màng.Lai tạo tại chỗ axit nucleic đề cập đến sự lai tạo của axit nucleic trong các tế bào mầm bệnh với các mẫu dò được dán nhãn.Phép lai màng thấm có nghĩa là sau khi người thí nghiệm tách axit nucleic của tế bào mầm bệnh, nó được tinh chế và kết hợp với chất hỗ trợ rắn, sau đó lai với mẫu dò kế toán.Công nghệ lai hóa kế toán có ưu điểm là vận hành thuận tiện và nhanh chóng, phù hợp với các vi sinh vật gây bệnh nhạy cảm và có mục đích.

03 Xét nghiệm huyết thanh học

Xét nghiệm huyết thanh học có thể nhanh chóng xác định vi sinh vật gây bệnh.Nguyên tắc cơ bản của công nghệ xét nghiệm huyết thanh học là phát hiện mầm bệnh thông qua các kháng nguyên và kháng thể của mầm bệnh đã biết.So với phương pháp nuôi cấy và tách tế bào truyền thống, các bước thực hiện xét nghiệm huyết thanh học rất đơn giản.Các phương pháp phát hiện thường được sử dụng bao gồm xét nghiệm ngưng kết latex và công nghệ xét nghiệm miễn dịch liên kết với enzyme.Việc áp dụng công nghệ xét nghiệm miễn dịch liên kết enzyme có thể cải thiện đáng kể độ nhạy và độ đặc hiệu của xét nghiệm huyết thanh học.Nó không chỉ có thể phát hiện kháng nguyên trong mẫu thử mà còn phát hiện thành phần kháng thể.

Vào tháng 9 năm 2020, Hiệp hội Bệnh truyền nhiễm Hoa Kỳ (IDSA) đã ban hành hướng dẫn xét nghiệm huyết thanh học để chẩn đoán COVID-19.

04 Xét nghiệm miễn dịch

Phát hiện miễn dịch còn được gọi là công nghệ tách hạt miễn dịch.Công nghệ này có thể tách vi khuẩn gây bệnh và không gây bệnh trong mầm bệnh.Nguyên tắc cơ bản là: sử dụng các hạt vi cầu từ tính để phân tách một kháng nguyên đơn lẻ hoặc nhiều loại mầm bệnh cụ thể.Các kháng nguyên được tập hợp lại với nhau và vi khuẩn gây bệnh được tách ra khỏi mầm bệnh thông qua phản ứng của cơ thể kháng nguyên và từ trường bên ngoài.

Điểm nóng phát hiện mầm bệnh-phát hiện mầm bệnh đường hô hấp

“15 bộ phát hiện vi khuẩn gây bệnh cho hệ hô hấp” của Foregene đang được phát triển.Bộ kit có thể phát hiện 15 loại vi khuẩn gây bệnh trong đờm mà không cần làm sạch axit nucleic trong đờm.Về hiệu quả, nó rút ngắn 3 đến 5 ngày ban đầu xuống còn 1,5 giờ.