Phát triển đĩa thạch ChromAgar CRE

Trong số các loại vi khuẩn kháng carbapenem, vi khuẩn đường ruột kháng carbapenem (Carbapenem Resistant Enterobacteriaceae - CRE) đặc biệt nguy hiểm. Bởi lẽ, “CRE kháng lại gần như tất cả các loại kháng sinh, khiến cho việc điều trị nhiễm trùng do các vi khuẩn này rất khó khăn. Hơn nữa, CRE có thể chuyển các gene kháng kháng sinh cho các loại vi khuẩn khác, dẫn đến chúng cũng kháng với các loại kháng sinh carbapenem.

Theo TS. Hoàng Ngọc Nhung, Viện Nghiên cứu liên ngành CiRTech, trường ĐH Công nghiệp TP.HCM (HUTECH), dù CRE xuất hiện rất nhiều ở các quốc gia đang phát triển như Việt Nam, song điều đáng lo ngại là “chúng ta chưa có bất kì quy trình nào về tầm soát vi khuẩn kháng kháng sinh, bao gồm CRE tại bệnh viện”. Do vậy, không có gì đáng ngạc nhiên khi tỉ lệ bệnh nhân nhiễm CRE ở Việt Nam lên tới 52% - theo kết quả khảo sát 12 bệnh viện ở Việt Nam vào năm 2019.

Nhiều người cho rằng Việc thiếu tầm soát CRE ở Việt Nam là do chưa quan tâm đến vấn đề này. Nhưng thực tế, dù chúng ta có muốn tiến hành tầm soát CRE thì cũng rơi vào cảnh “lực bất tòng tâm”: “Để tầm soát CRE tại các bệnh viện thì phải có sinh phẩm tầm soát, sinh phẩm đó phải nhập khẩu từ châu Âu. Ở Việt Nam, chúng ta không có cách nào mua được sinh phẩm này bởi rào cản về thời gian vận chuyển và thủ tục hải quan. Đĩa sinh phẩm này chỉ có thời hạn sử dụng khoảng bốn tuần lễ, thời gian vận chuyển về qua hải quan đã chiếm hết ba tuần, khi nhập vào Việt Nam chỉ có thể sử dụng trong một tuần. Các bệnh viện không có cách nào xoay chuyển kịp với thời hạn sử dụng quá ngắn như vậy”, TS. Nhung cho biết.

Xuất phát từ thực tế trên, ThS. Trần Chí Thành cùng TS. Hoàng Ngọc Nhung và các cộng sự đã nghĩ đến việc sản xuất sinh phẩm CRE để ứng dụng tại Việt Nam. Bằng cách hợp tác với Viện Karolinska (Thụy Điển) - một trong những trường đại học y khoa lớn nhất châu Âu trong khuôn khổ dự án kéo dài 5 năm, họ đã chế tạo thành công đĩa thạch ChromAgar CRE dùng để nuôi cấy, phục vụ chẩn đoán và sàng lọc nhanh CRE ở Việt Nam. “Sản phẩm của chúng tôi có thời gian sử dụng dài gấp ba lần sản phẩm nhập khẩu, với giá thành rẻ hơn gần một nửa song vẫn đạt hiệu quả tương đương”, TS. Hoàng Ngọc Nhung cho biết.

Việc sử dụng đĩa thạch nuôi cấy vi khuẩn là phương pháp phổ biến để tầm soát vi khuẩn và xây dựng kháng sinh đồ. Các nhà nghiên cứu sẽ pha chế môi trường phù hợp cho vi khuẩn phát triển, ngoài các chất dinh dưỡng cơ bản, họ có thể bổ sung thêm các thành phần đặc biệt như muối mật, các chất tạo màu… để nhận biết các đặc tính hóa sinh của vi khuẩn. Các nguyên liệu này có thể dễ dàng tìm mua trên thị trường, tuy nhiên, làm thế nào để kết hợp chúng thành môi trường tối ưu cho từng đối tượng nuôi cấy là bài toán không hề đơn giản. Có lẽ đây chính là lý do giúp các đơn vị sản xuất sinh phẩm tầm soát CRE có thể giữ thế độc quyền từ nhiều năm nay: “Quy trình tạo ra môi trường dùng cho đĩa thạch nuôi cấy CRE, cũng như quy trình kiểm soát chất lượng hoàn toàn được giữ kín”, theo TS. Nhung. Do vậy, nhóm nghiên cứu đã bắt tay đi tìm môi trường nuôi cấy mà gần như không có bất kì nguồn tài liệu tham khảo nào.

Hành trình này tìm ra công thức bí mật này gian nan tới mức khi nhớ lại, bản thân các nhà khoa học ở Viện Karolinska - đơn vị tài trợ và trực tiếp tham gia nghiên cứu, “không hề nghĩ rằng Việt Nam có thể làm được”, TS. Hoàng Ngọc Nhung cho biết. Họ phải lựa chọn những nguyên liệu phù hợp, sau đó xây dựng quy trình và tỉ lệ phối trộn sao cho hiệu quả và tiết kiệm chi phí, có thể ứng dụng rộng rãi trong điều kiện của Việt Nam. Dưới sự dẫn dắt của ThS. Trần Chí Thành - người đã có hơn 20 năm kinh nghiệm trong nghiên cứu y sinh học bệnh truyền nhiễm và kháng kháng sinh, cùng sự hỗ trợ của các khoa học đến từ Viện Karolinska, chưa đầy 5 năm, nhóm nghiên cứu đã tìm ra công thức môi trường cho đĩa thạch nuôi cấy CRE - ChromAgar CRE.

Đằng sau một giải pháp đơn giản và tiện dụng thường là quá trình nghiên cứu đầy phức tạp. Nhận định đó có lẽ đúng với đĩa thạch ChromAgar CRE. Những thành phần dùng cho môi trường nuôi cấy của đĩa thạch này hết sức đơn giản và dễ kiếm trên thị trường: bột ChromAgar Orientation, muối mật (bile salt), thuốc nhuộm crystal violet và thuốc kháng sinh meropenem. “ChromAgar CRE là môi trường sinh màu dùng phát hiện và phân biệt trực khuẩn gram âm kháng với carbapenem, thành phần là ChromAgar Orientation, phân biệt vi khuẩn dựa trên màu sắc của khúm khuẩn do thủy giải cơ chất của β-glucosidase và β-galactosidase. Môi trường có bổ sung muối mật và thuốc nhuộm crystal violet để ức chế vi khuẩn gram dương và bổ sung 2µg/mL meropenem để phát hiện vi khuẩn không nhạy với carbapenem”, ThS. Trần Trí Thành giải thích về nguyên lý hoạt động của sinh phẩm này trong bài dự thi I-Star 2021.

Kết quả thử nghiệm đã chứng minh đĩa thạch ChromAgar CRE có ưu điểm vượt trội hơn hẳn so với các sản phẩm ngoại nhập: “Sản phẩm của chúng tôi có độ nhạy cao hơn so với sản phẩm nhập khẩu (97,4% - 96,5%), độ đặc hiệu thì thấp hơn một chút (98,8% - 100%). Tuy nhiên, khi tìm hiểu sâu về quy trình nghiên cứu của họ, chúng tôi nhận ra sản phẩm nhập khẩu chỉ so sánh độ nhạy và độ đặc hiệu với chuẩn thông thường (xét nghiệm về độ nhận biết màu sắc), còn chúng tôi sử dụng chuẩn vàng PCR. Về chi phí, sản phẩm của chúng tôi được sản xuất tại Việt Nam, không tốn nhiều chi phí vận chuyển nên có giá thành chỉ bằng một nửa so với nhập khẩu. Hơn nữa, trong cùng điều kiện bảo quản 4oC, sản phẩm của chúng tôi có thời hạn sử dụng là ba tháng, gấp ba lần so với sản phẩm nhập khẩu”, TS. Hoàng Ngọc Nhung hào hứng.

Với hiệu quả của đĩa thạch ChromAgar, nhóm nghiên cứu nhận thấy tiềm năng thương mại hóa đầy hứa hẹn. Do vậy, họ đã nhanh chóng tiến hành các bước đưa sản phẩm ra thị trường: “Chúng tôi đã tiến hành đăng ký bảo hộ sáng chế, giấy phép và quy trình sản xuất sản phẩm này. Từ tháng 1/2021, chúng tôi chính thức được cấp phép lưu hành sản phẩm đĩa thạch ChromAgar CRE tại thị trường Việt Nam”, TS. Hoàng Ngọc Nhung cho biết.

Tuy nhiên, việc thương mại hóa thành công sản phẩm này không phải là mục tiêu cuối cùng của nhóm nghiên cứu. Điều họ luôn hướng đến là phổ biến quy trình tầm soát CRE để nâng cao hiệu quả điều trị cho các bệnh viện ở Việt Nam.