Luận Văn Một số phương pháp phân loại vi khuẩn dựa trên cấu trúc ADN và những ứng dụng trong nghiên cứu vi kh

ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự bùng nổ của các bệnh nhiễm trùng thường do kết quả của tình trạng phơi nhiễm với nguồn lõy. Nhìn chung, những căn nguyên gõy ra sự bùng nổ của bệnh nhiễm trùng hay bắt nguồn từ một loại tế bào vi sinh vật riêng lẻ. Vì vậy, các thế hệ sau của chúng giống nhau về gen hoặc có quan hệ gần với vi sinh vật bắt nguồn gõy bệnh (source organism). Trong nghiên cứu về các giai đoạn dịch tễ học, những vi sinh vật có liên quan đến sự bùng nổ dịch đều có mối liên quan về dòng tế bào, tức là có nguồn gốc chung. Vi sinh vật có liên quan về dòng tế bào, là thành viên của cùng một loài giống nhau nên có chung yếu tố độc lực, những đặc điểm sinh hóa và đặc điểm về gen. Tuy nhiên, nếu những chủng vi sinh vật được phõn lập từ các nguồn khác nhau ở thời điểm và địa lý khác nhau thì có thể đủ sự khác biệt ở mức độ loài hoặc phõn loại dưới typ (subtype) hay chủng (strain).
Quy trình phõn loại dưới typ rất quan trọng trong dịch tễ học để xác định sự bùng nổ của các bệnh nhiễm trùng, phát hiện sự lõy truyền chéo của các nguồn bệnh trong bệnh viện, xác định nguồn gốc của nhiễm trùng, phát hiện những chủng vi sinh vật độc lực cụ thể và kiểm soát chương trình tiêm chủng vacxin [32].
Phân loại dưới loài (subtyping) hoặc phõn loại các chủng đã được thực hiện bởi nhiều phương pháp khác nhau, những phương pháp này phải có khả năng đưa ra tiêu chuẩn chung để dễ dàng sử dụng rộng rói. Trong phõn loại dưới loài, tất cả các vi khuẩn trong một loài phải được phõn loại bởi nhiều phương pháp khác nhau đã được sử dụng. Tuy nhiên, với những phương pháp phõn loại dựa theo đặc điểm kiểu hình (phenotype), chẳng hạn như: phương pháp dựa vào phản ứng kháng nguyên – kháng thể hoặc sự xuất hiện receptor của bacteriophage hoặc bằng các đặc điểm sinh học cụ thể không xuất hiện ở tất cả những chủng vi khuẩn trong cùng một loài. Typ huyết thanh (serotype) có thể chỉ xác định được bằng sự xuất hiện của dấu ấn huyết thanh học (serological marker). Ví dụ: 10 – 15% chủng Mycobacterium avium không có khả năng định typ huyết thanh bởi vì những chủng này không ngưng kết với bất kỳ kháng huyết thanh mẫu. Tương tự, phương pháp phõn loại theo bacteriopgage thường được áp dụng để đánh giá đặc điểm của Staphylococcus aureus, trong đó một số chủng S. aureus phõn lập được thiếu receptor của bacteriophage, do đó không thể phõn được loại theo phương pháp này [25].
Một số phương pháp phõn loại dưới loài có khả năng phõn biệt (differentiation power) cao nên phõn loại rừ ràng được các chủng vi khuẩn không có mối liên quan với nhau, chẳng hạn do sự khác biệt về địa lý và nguồn gõy nhiễm trùng [36].
Vấn đề rất quan trọng đối với những phương pháp phõn loại dưới loài là phải có độ tái lặp (reproducibility) [36]. Độ tái lặp của một kỹ thuật là khả năng tạo ra những kết quả lặp lại giống nhau với một chủng cụ thể sau nhiều lần thực hiện. Độ tái lặp đặc biệt quan trọng để giải thích cơ sở số liệu một cách tin cậy trong phõn loại vi khuẩn, bao gồm các chủng chưa biết trong cùng một loài hay đối với những chủng chưa biết rừ loài đều có thể được so sánh để phõn loại. Phối hợp với những phương pháp xác định sự khác nhau của đặc điểm kiểu hình (phenotypic characteristics), cũng như sự biểu hiện lác đác (sporadic) của các gen độc lực hoặc đặc điểm kháng nguyên cũng có thể góp phần vào việc nõng cao mức đánh giá độ tái lặp [36].
Nhiều kỹ thuật sinh học phõn tử được dùng hiện nay để phõn loại (genotype) vi khuẩn dựa trên phõn tích các đoạn ADN với những độ dài khác nhau trên thạch điện di, kết quả được thể hiện bởi tớnh đa dạng của các mẫu (pattern) băng (band) điện di trên thạch (gel). Mỗi mẫu băng này rất phức tạp, do đó để thuận tiện cho phõn tích các mẫu băng cần phải dựa trên cơ sở giải thích và xác định mối liên hệ. Đõy là một yếu tố hữu ích trong đánh giá từng phương pháp phõn loại cụ thể [25][36]. Vì vậy, cùng với việc đánh giá mức độ thuận tiện của những phương pháp phõn loại cụ thể, khả năng giải thích kết quả và sự thuận tiện trong tiến hành kỹ thuật cũng rất quan trọng. Những khó khăn về kỹ thuật, giá cả và thời gian thực hiện cũng phải được đánh giá trong việc lựa chọn của mỗi phương pháp phõn loại cụ thể [24][36].
Nhược điểm của phương pháp phõn loại dựa trên kiểu hình là nguồn gốc cho sự phát triển của các phương pháp phõn loại dựa trên kiểu gen hoặc trình tự ADN. Những phương pháp phõn loại dựa trên cấu trúc ADN có khả năng giảm tối đa hạn chế có liên quan đến khả năng phõn loại (typeability) và độ tái lặp (reproducibility). Ngoài ra, trong một số trường hợp những phương pháp phõn loại dựa vào cấu trúc ADN có thể thiết lập được một số lượng lớn cơ sở dữ liệu về đặc điểm của các vi khuẩn. Vì vậy, tôi thực hiện chuyên đề: "Một số phương pháp phân loại vi khuẩn dựa trên cấu trúc ADN và những ứng dụng trong nghiên cứu vi khuẩn Haemophilus influenzae" nhằm giải quyết 2 mục tiêu:
1. Xác định nguyên lý, ứng dụng của một số phương pháp phõn loại vi khuẩn dựa trên cấu trúc ADN và so sánh ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp.
2. Ứng dụng của các phương pháp phõn loại sinh học phõn tử trong nghiên cứu vi khuẩn Haemophilus influenzae.