MỤC LỤC A Mở đầu .2 B Nội dung I Virus gì? Một số định nghĩa virus Đặc điểm virus II Cấu tạo virus .4 Lớp vỏ protein: CAPSID Lớp vỏ bọc bên (envelop) Bộ gene virus III Quá trình nhân lên IV Tương tác virus vật chủ 10 Một số khái niệm mối tương tác virus vật chủ .10 Các yếu tố dịch thể tế bào 12 2.1 Yếu tố không đặc hiệu .12 2.2 Các kháng thể .13 2.3 Các yếu tố thuộc tế bào 14 2.4 Tóm tắt chế phòng vệ vật chủ 14 2.5 Vai trò chế phòng vệ .15 2.6 Bệnh lí miễn dịch chống virus 15 2.7 Khả hạn chế đáp ứng miễn dịch virus 16 V Một số loại virus 18 Virus động vật: animal viruses 18 Virus nhiễm vi khuẩn: bacteriophages .19 Các nhân tố giống virus: virus- like agents .20 VI Một số bệnh virus chung người động vật 21 i Các loại virus cúm .21 Các loài bị nhiễm virus 22 Điều kiện để đại dịch cúm xảy 23 Đặc điểm virus dại: Rabies virus 23 VII Dịch tễ 26 VIII Sinh bệnh học .27 IX Phòng chống bệnh 30 X Vaccin phòng bệnh virus .31 XI Phương pháp nuôi cấy vius 32 I Nuôi cấy mô tế bào: 32 Các loại tế bào sử dụng: 32 Môi trường dinh dưỡng: 33 Các kỹ thuật nuôi cấy tế bào: 33 II Nuôi phôi gà: 33 III Nuôi động vật mẫn cảm: .33 C Kết luận 34 A Mở đầu Lịch sử nhân loại luôn kèm với đại dịch vô số bệnh truyền nhiễm Đại dịch cúm thảm hoạ tàn khốc khoa học kỹ thuật có phát triển vượt bậc Và khác với nhiều bệnh truyền nhiễm khác, khơng có biện pháp để người phòng ngừa nhiễm bệnh cúm Bệnh cúm (còn có tên gọi khác influenza) lồi người biết tới từ vài nghìn năm trước Những mô tả triệu chứng nhiễm bệnh giống bệnh cúm ghi lại công trình Hippocrates (ơng kể dịch bệnh xảy năm 412 trước CN) Có lẽ dịch cúm nhà Sử học La Mã Titus Livius nhắc tới xảy vào năm 212 trước CN…tuy nhiên, tới năm 1898 đến năm 1910 lần loại virus mô tả, chuyên gia chứng minh rằng, loại virus gây nên số bệnh người Vậy, vius gì? Cấu tạo tính chất sao? Ảnh hưởng đến người thời đại ngày nào? Câu trả lời nhóm chúng tơi nghiên cứu tìm hiểu giải đáp vấn đề tiểu luận Chúng chân thành cảm ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM, Viện Công Nghệ Sinh Học Thực Phẩm tạo môi trường thuận lợi để nghiên cứu học tập với đầy đủ trang thiết bị hỡ trợ, nhiều tư liệu quan trọng để hồn thành tiểu luận, xin cảm ơn thầy Trần Đức Việt tận tình chỉ dẫn, cung cấp phương pháp luận để giúp chúng tơi có cơng cụ hồn chỉnh việc nghiên cứu học tập môn học Mặt dù tập thể nhóm chúng tơi cố gắng hẳn không tránh khỏi thiếu sót, ý kiến đóng góp quý thầy bạn nội dung hình thức tiểu luận vô cùng quý báu dành cho nhóm chúng tơi, đóng góp ý kiến điều kiện tốt để giúp nhóm chúng tơi hồn thiện tiểu luận này! Chúng xin chân thành cảm ơn B Nội dung I Virus gì? Một số định nghĩa virus Virus sinh vật khơng có cấu tạo tế bào mang nucleic acid, chỉ nhân lên tế bào chủ sử dụng máy trao đổi chất ribosome tế bào chủ để tổng hợp nên phận cấu thành sau lắp ráp phận tạo thành hạt virus gọi virion mang gene virus nhiễm vào tế bào chủ khác Virus khác với nhân tố giống virus (virus-like agents bao gồm viroid, plasmid prion) Virus sinh vật khơng trao đổi chất, khơng có tính cảm ứng, khơng di chuyển, khơng tăng trưởng có khả nhân lên (sinh sản) thích hợp với vật chủ Virus sinh vật:  Khơng quan sát kính hiển vi quang học  Ký sinh nội bào  Các phần tử hay hạt virus (virus particle: virion) tạo cách lắp ráp cấu phần tổng hợp từ trước Các virion không tự phát triển hay phân chia  Thiếu thơng tin di truyền mã hóa cho máy cần thiết cho trình trao đổi chất, sản sinh lượng tổng hợp protein (ví dụ máy ribosome ) Các virion hạt virus lắp ráp bên tế bào từ cấu phần đặc biệt, mang gene virus Virion không phát triển không phân chia coi giai đoạn tế bào virus (extracellular phage) Có thể hình dung virion tàu vũ trụ mang gene virus từ tế bào sang tế bào khác đồng thời bảo vệ gene virus môi trường "không thuận tiện" mà virus khơng thể nhân lên Virus phát vào cuối Thế kỷ XIX nhận thấy qua màng lọc vi khuẩn Virus nhỏ có đường kính 20 nm Năm 1935, W.M Stanlex phát virus tạo thành tinh thể (điều mà sinh vật khác không thực được) Đặc điểm virus - Khơng có cấu tạo tế bào - Ký sinh nội bào bắt buộc - Chỉ mang loại acid nucleic (DNA RNA) - Khơng có hệ thống sinh tổng hợp protein, khơng có khả trao đổi chất khơng có hệ thống biến dưỡng riêng - Không tạo màng lipid riêng Một số virus biến đổi màng tế bào chủ tạo thành màng bao - Khơng chịu tác động thuốc kháng sinh mức độ tế bào - Phương thức vận chuyển khuyếch tán - Khơng tăng trưởng khối lượng kích thước - Virus hình thành trọn vẹn gọi virion, gen gói vỏ protein bên ngồi có màng bao (envelop) II Cấu tạo virus Nhìn chung loại virus bao gồm phần cấu tạo sau: - Lớp vỏ protein - Bên nucleic acid (DNA RNA) - Một số loại virus có màng bao (envelop) Lớp vỏ protein: CAPSID Sự xếp cách phức tạp đại phân tử tạo thành lớp vỏ virus thực coi cơng trình kiến trúc kỳ diệu Những yêu cầu đặc biệt mỗi loại virus dẫn đến đa dạng bố cục lập thể lớp vỏ Tuy vậy, khái quát đặc điểm hình dạng lớp vỏ protein loại virus Năm 1956, Crick Watson cho acid nucleic virion mã hóa cho số loại phân tử protein với kích thước giới hạn Như cách thức hợp lý để xây dựng vỏ protein virus sử dụng lặp lặp lại đơn phần protein để hình thành lớp vỏ coi giả thiết dựa đơn phần gọi "thuyết đơn phần" Crick Watson đề cập đến cách thức đơn phần vỏ protein có tính đồng đồng thời chỉ cách để đảm bảo yêu cầu tạo môi trường đồng cho mỡi đơn phần vỏ phải có hình khối đối xứng với nhiều trục đảm bảo cho chúng có khả quay có mặt giống Hình thể đại diện lớp vỏ protein virus hình khối 20 mặt (icosahedron; mỡi mặt tam giác đều), 12 đỉnh, có dạng đối xứng 5:3:2 Năm 1959 phương pháp nhuộm âm Brener Horne tạo cách mạng lĩnh vực nghiên cứu virus Chỉ vòng vài năm, khám phá cấu trúc hạt virus tìm đòi hỏi việc mô tả cấu trúc thống cấu trúc virus đặt Năm 1959, Lwoff, Anderson Jacob đưa khái niệm capsid (vỏ protein ), capsomer (các cấu phần vỏ protein) virion để mơ tả hạt virus hồn chỉnh có khả nhiễm tế bào (bao gồm vỏ protein bao bọc acid nucleic virus) Cách dùng thuật ngữ nhìn chung chấp nhận nhiên sau tỏ khơng thích hợp số đơn phần lớp vỏ số virus mô tả 60 hay bội số 60 mà thường nhiều 60 Hơn nữa, đơn phần (các capsomer) thân chúng có tính chất đối xứng nằm trục đối xứng (ví dụ herpes virus) đồng thời quan sát đơn phần lớp vỏ góp phần khẳng định capsomer khơng tương ứng với đơn phần theo giả thuyết Crick Watson (1956) Năm 1962, Caspar Klug xác định tất khối đa diện theo đơn vị cấu trúc Khối 20 mặt (icosahedron) có 20 mặt hình tam giác 20 T đơn vị cấu trúc Capsic hình khối đa diện virus Horne Wildy (1961) tổng kết hình dạng cấu trúc đối xứng virus cho tất virus sau biết (trừ số bacteriophage) thuộc vào hai nhóm chính: đối xứng dạng khối (cubic symmetry) đối xứng dạng xoắn (helical symmetry) Các virus mang vỏ capsid dạng thẳng (thực chất có cấu trúc xoắn) có nucleic acid RNA Chiều dài chúng xác định chiểu dài phân tử nucleic acid Đến năm 1960, chỉ có virus khảm thuốc (tobaco mosaic virus) thuộc nhóm nghiên cứu chi tiết Các đơn phần (proteinsubunits) capsid bao bọc lõi RNA virus hình que Năm 1962, Caspar cộng đưa khái niệm lớp vỏ protein virus nhìn chung chấp nhận: - CAPSID lớp vỏ protein virus bao bọc nucleic acid cấu thành từ đơn vị cấu trúc (structure units) - Các đơn vị cấu trúc đơn vị cấu tạo nhỏ lớp vỏ với chức kiến tạo tương đồng - CAPSOMER đơn vị hình thái quan sát bề mặt hạt virus tương ứng với tập hợp đơn vị cấu trúc - Các CAPSID nucleic acid "gói" bên gọi NUCLEOCAPSID - NUCLEOCAPSID "khốc" lớp vỏ bọc (envelop) mang vật liệu có nguồn gốc từ tế bào chủ từ thân virus - Các virion hạt virus hoàn chỉnh có khả nhiễm vào tế bào chủ Chức CAPSID: - Bảo vệ nucleic acid virus không chịu tác động enzyme - Các vị trí đặc biệt lớp vỏ cho phép virion gắn vào tế bào chủ - Cung cấp protein tạo điều kiện để virion thâm nhập qua màng tế bào chủ Trong số trường hợp, lớp vỏ có tác dụng đưa nucleic acid virus vào tế bào chủ Lớp vỏ bọc bên (envelop) Nhiều virus có lớp vỏ glycoprotein bao bọc bên Capsid Lớp vỏ bọc tạo thành từ hai lớp lipid xen kẽ với phân tử protein (lipoprotein bilayer) Các phân tử lipid lấy từ màng tế bào chủ phân tử protein virus tổng hợp Chính vậy, gọi lớp màng "lai tạo" Các protein virus tổng hợp để tạo thành lớp màng gồm hai loại chính: (1) Matrix protein liên kết với phần capsid bên trong; (2) Glycoprotein nằm xuyên qua màng, gồm hai loại: + Glycoprotein ngồi (external glycoprotein) có phần lớn nằm bên màng tạo thành "gai" (spike) quan sát bề mặt virus kính hiển vi điện tử Phần nằm bên tạo thành "đuôi" ngắn Loại protein thành phần kháng nguyên lớp vỏ virus + Protein tạo kênh vận chuyển (transport channel) mang nhiều cấu trúc kỵ nước nằm xuyên qua màng tạo kênh (ví dụ kênh ion: ion-channels) giúp cho virus có khả thay đổi tính thấm màng Lớp màng ngồi (envelop) với "gai" glycoprotein Bộ gene virus Bộ máy di truyền DNA mạch kép (double-stand DNA: dsDNA) hay DNA mạch đơn (single-stand DNA: ssDNA), RNA mạch kép (dsRNA) hay RNA mạch đơn (ssRNA) DNA RNA virus có dạng thẳng hay dạng vòng Virus có từ vài gene đến vài trăm gene III Quá trình nhân lên Các hạt virus hay virion chỉ biểu gene sinh sản bên tế bào sống khác Căn vào loại tế bào vật chủ ta gọi virus động vật (ký sinh tế bào động vật), virus thực vật (ký sinh tế bào thực vật) thực khuẩn thể (bacteriophase = virus ăn vi khuẩn, gọi tắt phage) có khả nhiễm vào tế bào vi khuẩn Virus có khả tạo hàng trăm hay hàng ngàn virion qua mỡi hệ Các hình thức chép: Các virus có gene DNA mạch kép (double-strand DNA) có q trình chép giống qua trình chép DNA tế bào Các virus có DNA mạch đơn (single-strand DNA) RNA mạch đơn (singlestrand RNA) thường có gene tổng hợp enzyme cho chép: + Các virus mang RNA mạch đơn mang gene mã hóa enzyme replicase RNA Chúng tổng hợp trực tiếp RNA từ RNA thân virus từ RNA tổng hợp thành sợi DNA bổ sung (cDNA) sau RNA tổng hợp từ cDNA + RNA mang gene virus lắp ráp với capsid thành virion Có thể tóm tắt trình chép gene virus sau: - DNA (đối với DNA virus) => DNA - RNA (đối với RNA virus) => RNA - RNA (đối với RNA mạch đơn)==> c-DNA (kép) ==> RNA Các virus mang nucleic acid dạng vòng chép theo bước: - Làm đứt mạch tròn xoắn kép tạo đầu hở 3'-OH 5'-P - Helicase SSB protein chen vào tạo chẽ chép - Đầu hở 3'-OH sẵn sàng cho việc nối dài mạch trước (leading strand) nhờ DNA polymerase I nên q trình chép khơng cần mồi (primer) - Cùng với chép mạch trước, mạch khuôn sau dịch chuyển kiểu gián đoạn để tổng hợp đoạn ngắn Okazaki, đầu 5' mạch khuôn duỗi thẳng Kiểu chép giống q trình vòng tròn lăn (rolling-circle replication) đồng thời lặp lại vài lần tạo sợi DNA dài Nếu trình chép lặp lại nhiều lần tạo DNA virus dạng nối đoạn với (concatemer) - Enzyme endonuclesae cắt điểm khác mỗi mặt DNA tạo đoạn mang hai đầu "dính" - Sự bắt cặp đầu "dính" tạo thành vòng DNA Chu trình tan (với bacteriophage làm chết tế bào chủ): - Sợi đuôi virus gắn vào quan thụ cảm hay "điểm nhận" (receptor site) màng tế bào vi khuẩn - Ống đuôi co lại tạo lỗ thủng xuyên qua vách tế bào - Virus bơm DNA vào tế bào qua ống (phần capsid nằm lại bên ngồi màng tế bào - Tế bào vi khuẩn phiên mã dịch mã gene trần virus Các DNA polymerase tế bào chủ tạo mRNA sớm xúc tác cho q trình phiên mã gene virus sau mRNA muộn tổng hợp RNA polymerase virus hay RNA polymerase vi khuẩn bị biến đổi Khi mRNA muộn dịch mã, loại protein điều hòa protein cấu trúc tổng hợp protein điều hòa virus tiếp tục kiểm sốt phiên mã tiếp sau Khi DNA tế bào chủ bị biến đổi, gene virus kiểm sốt tồn hoạt động tế bào để tạo cấu phần nó: nucleotides cho trình tạo DNA, protein thành phần tạo lớp vỏ capsid (gồm đầu, ống đuôi sợi đuôi) - Lắp ráp DNA với vỏ capsid tạo virion - Enzyme lysozyme tạo làm tan tế bào chủ, giải phóng virion Tế bào vi khuẩn bị vỡ, 100 đến 200 virion thoát chúng tìm tế bào để lặp lại chu trình Tồn chu trình từ lúc phage tiếp xúc với bề mặt tế bào đến làm tan tế bào diễn khoảng 20-30 phú (ở 37 độ C) IV Tương tác virus vật chủ Khả kháng virus phục hồi sau bệnh virus phụ thuộc vào phản ứng tương tác vật chủ virus Các yếu tố đề kháng với virus vật chủ bao gồm: - Kháng trực tiếp: Vật chủ tác động trực tiếp đến virus - Kháng gián tiếp: Vật chủ tác động đến trình sinh sản virus cách tác động hay tiêu diệt tế bào thể vật chủ bị nhiễm virus Chức kháng virus kháng không đặc hiệu (không bị nhiễm hay hạn chế xâm nhập virus) khả phòng vệ đặc hiệu hệ thống miễn dịch cua thể thực Cơ chế phòng vệ vật chủ phụ thuộc vào yếu tố loại virus, lượng virus xập nhập công, đường xâm nhập Một số khái niệm mối tương tác virus vật chủ Các yếu tố tự nhiên (vốn có) đươc coi trận tuyến thể chống lại công virus bao gồm: - Da: Da coi rào cản khó vượt qua virus - Thiếu hụt thụ quan (cơ quan thụ cảm hay quan mẫn cảm virus: receptor): Muốn xâm nhập vào thể trước hết virus phải kết hợp với thụ 10  Siphoviridae (VD: lambda P22)  Tectoviridae (VD: PRD1) Virus mang DNA mạch đơn  Microviridae (VD: G4)  Inoviridae (fd) Virus mang RNA mạch kép  Cystoviridae (f6) Virus mang RNA mạch đơn  Leviviridae (MS2) Các nhân tố giống virus: virus- like agents Khi nói đến virus ta thường hay nghĩ đến sinh vật nhỏ thực tế chúng có "đối thủ" tí hon kích thước đơn giản cấu tạo Viroids Vào năm 70 nhà khoa học bắt đầu tìm những sinh vật nhỏ hơn, cấu tạo đơn giản virus có khả gây bệnh Chúng chỉ có RNA trần, khơng có vỏ bao bọc Có người cho chúng phiên nguyên sơ virus Những chuyên gia nông nghiệp phát chúng có khả gây bệnh cho khoai tây, cà chua số loại ăn Sau viroid cho có liên quan đến viêm gan D Tuy vậy, viroid "không thể yên tâm" chưa "đạt danh hiệu" tác nhân gây nhiễm nhỏ bé Prions Prion DNA hay RNA mà protein đơn giản Người ta cho chúng protein bất bình thường thể Có thể cấu trúc chúng không giống protein khác Khi tiếp xúc với protein bình thường, prion có khả làm cho protein bình thường bị biến đổi để trở thành prion khác 20 Cơ chế truyền nhiễm gây bệnh prion gây nhiều tranh luận (và tất nhiên có nhiều nghiên cứu chúng) Một số trường hợp bệnh xác định prion bệnh bò điên (hay bệnh xốp não bò), bệnh dại cừu Một biến thể bệnh xốp não bệnh Creutzfeldt-Jakob người cho có liên quan đến prion Vẫn chưa hết, số người cho có mối liên hệ prion với bệnh Alzheimer VI Một số bệnh virus chung người động vật Virus cúm bệnh cúm gia cầm i Các loại virus cúm Virus gây bệnh cúm bao gồm ba type: type A, type B type C Căn vào diện glycoprotein bề mặt (Glycoprotein gây ngưng kết hồng cầu: Hemagglutinin (HA) men tan nhầy Neuraminidase (NA) , virus thuộc type A chia thành phân type (subtype) HA NA gọi yếu tố kháng nguyên virus Virus cúm với yếu tố kháng nguyên H N, lớp màng bao (envelop), protein liên kết (matrix protein M1, ribonucleoprotein: RNP Các subtype virus cúm A virus cúm B bao gồm chủng khác Các yếu tố H N gene quy định nên gene biến đổi, yếu tố kháng nguyên biến đổi theo Có hai loại biến đổi mức độ phân tử: 21 (1)Các đột biến điểm (point mutations): Thường sảy hai gene mã hóa thành phần kháng nguyên dẫn đến biến đổi nhỏ H N (người ta dùng thuật ngữ biến đổi trôi dạt - antigenic drift để mô tả đột biến kiểu này) Kết hình thành nhiều kiểu kháng nguyên H N khác ghi nhận ký hiệu H1, H2, H3 v.v N1, N2, N3, v.v Vì để ký hiệu mỡi loại virus ta dùng nhóm gồm hai ký hiệu từ H từ N như: H1N1, H1N2, H2N2, H5N1 Điều đáng lưu ý kết biến đổi trôi dạt dẫn đến đời chủng virus cúm mà kháng thể chủng virus trước khơng nhận Đây ngun nhân người bị nhiễm virus cúm bị nhiễm trở lại chương trình giám sát dịch cúm phải tiến hành chặt chẽ để đánh giá thay đổi chủng virus từ định chủng virus nên đưa vào danh sách sản xuất vaccine Cũng thế, người muốn miễn dịch với virus cúm cần tiêm vaccine hàng năm (2) Các biến đổi lớn có tính chuyển đổi (antigenic shift) sảy virus cúm nhiễm từ loài sang loài khác trộn lẫn, tái tổ hợp gene virus cúm lồi khác (ví dụ virus cúm A người virus cúm A gia cầm) Khi loại biến đổi sảy cho đời phân type virus mà tác hại khó thể lường trước Đây yếu tố để đại dịch bùng phát Các loài bị nhiễm virus Nhiễm virus cúm A (influenza type A): Căn vào đặc tính gây bệnh cấu trúc di truyền , virus cúm A phân thành hai loại: Loại có độc lực cao (hay tính gây bệnh cao): highly pathogenic (HPAI) loại có tính gây bệnh thấp: low pathogenic (LHAI) Hầu hết virus A có tính gây bệnh thấp thường gây triệu chứng nhẹ gia cầm Ngược lại, virus có độc lực cao gây bệnh nặng nhiều gây chết gia cầm mắc bệnh Tuy nhiên có loại virus độc lực cao (như H5N1) lại khơng gây bệnh số lồi chim có vịt Một điều phải ý loại độc lực thấp biến đổi thành loại độc lực cao Các loài chim hoang dã, gia cầm, lợn, ngựa số động vật khác đối tượng trở thành vật chủ tất subtype virus cúm A 22 Các loài gia cầm gà gà tây nhiễm virus cúm A biểu triệu chứng cúm điển hình nhiều bị chết Có khác đáng kể gene phân type A chỉ nhiễm người phân type nhiễm người gia cầm Các virus cúm A xác định nhiễm người gia cầm bao gồm: - Cúm A H5: Gồm phân type xác đinh, nhóm có độc lực cao H5N1 lưu hành châu Á châu Âu - Cúm A H7: Gồm phân type xác đinh H7 nhiễm từ lồi chim hay gia cầm mang virus sang người Người bị nhiễm virus H7 biểu triệu chứng từ viêm kết mạc mắt hay triệu chứng tổn thương đường hô hấp hai Đặc biệt, H7 diện nhóm có độc lực thấp nhóm có độc lực cao Nhìn chung, H7 gây bệnh cho người từ biểu triệu chứng dạng nhẹ tử vong - Cúm A H9: Gồm phân nhóm nhiễm người (ít sảy có độc lực thấp) Virus cúm B (influenza type B): Thường chỉ phát thấy người không bao gồm phân type Virus cúm B gây bệnh nặng cho người gây thành dịch virus cúm A Virus cúm C (influenza type C): Người bị nhiễm virus cúm C biểu triệu chứng dạng nhẹ Virus cúm C không gây thành dịch Điều kiện để đại dịch cúm xảy Một đại dịch cúm (mang tính tồn cầu) sảy hội tụ điều kiện sau: - Một phân type virus cúm A tạo lưu hành cộng đồng - Loại virus gây triệu chứng trầm trọng - Virus lây từ người sang người theo phương thức truyền lây có tính ổn định Việc giám sát xác định điều kiện vơ cùng quan trọng cơng việc phòng trị bệnh 23 Đặc điểm virus dại: Rabies virus Virus dại phân loại virus Virus dại (Rabies virus) thuộc giống Lyssavirus, họ Rhabdoviridae (họ có Ephemerovirus Vesiculovirus) Ngồi virus dại, Lyssavirus có Lagos bat, Mokola virus, Duvenhage virus, European bat virus (EBV1), EBV2 Australian bat virus (ABV) Virus dại thuộc nhóm RNA virus dễ phân biệt với virus cùng họ có hình viên đạn quan sát kính hiển vi điện tử Virion hình viên đạn Các phần cấu tạo: lõi virus (ribonucleoprotein), matrix protein, lớp áo (envolop) với "gai" bề mặt glycoprotein tạo thành Cấu tạo virus Cũng virus khác thuộc họ Rhabdoviridae, rabies virus có kích thước xấp xỉ 180 x 75nm bao gồm hai cấu phần lõi virus (virus core) có cấu trúc ribonucleoprotein xoắn (RNP) lớp vỏ bao (virus envelop) Ribonuceoprotein: bao gồm RNA mang gene virus phần nucleoprotein (N protein) có tác dụng gói RNA Sơ đồ cắt ngang virus với phần cấu tạo tương ứng 24 Bộ gene virus (khoảng 12kb) mang leader-sequence (trình tự để trắng hay trình tự; trình tự mở đầu) có kích thước khoảng 50 nucleotide sau gene mã hóa cho loại protein Bộ gene virus dại (12kilobase) với đoạn trình "trắng" đầu 3', gene mã hóa protein N, P, M, G L với kích thước tương ứng Lớp vỏ: Hai loại phosphoprotein (P protein) polymerase (L protein) liên kết với RNP Matrix protein (M protein) bao phần lõi, liên kết với RNP lớp vỏ virus có tác dụng quan trọng q trình lắp ráp tạo virion Glycoprotein (G protein) tạo thành khoảng 400 "gai" có kích thước khoảng 10 nm bề mặt virus Quá trình xâm nhập nhân lên Glycoprotein với cấu trúc "gai" bề mặt đóng vai trò quan trọng trình tiếp cận tương tác với tế bào chủ Sau gắn với bề mặt tế bào, virus xâm nhập nhờ "bọng" hình thành từ lớp màng tế bào chủ bao bọc lấy virus để đưa virus vào tế bào chất (pinocytosis) Lớp màng bao virus hợp với màng bào quan dẫn đến q trình giải phóng lõi virus nguyên sinh chất tế bào (quá trình cởi áo virus) Sau giải phóng, RNA virus bắt đầu trình tổng hợp mRNA (bước khởi đầu cho trình nhân lên tế bào chủ) Polymerase virus tiến hành mã phần leader sequence mRNA loại protein Quá trình giải mã để tổng hợp protein virus tiến hành ribosome tế bào chủ (các glycoproteiin hoàn thiện ty thể mạng lưới golgi nội bào) Tỷ lệ đoạn trình tự lãnh đạo (leader strand) protein N "công tắc" điều khiển trình nhân lên virus Khi "cơng tắc" bật, gene virus bắt đầu mã (bước khởi đầu tạo toàn gene, "stop-codon" "nonstop-codon" bỏ qua) 25 Polymerase virus tác động từ ví trí đơn đầu 3' bắt đầu cho trình tổng hợp mạch dương Các mạch dương trở thành khuôn cho q trình tổng hợp tồn bộ gene Trong q trình lắp ráp, phức hợp N-P-L gói lấy RNA virus hình thành "lõi" virus protein M (matrix protein) hình thành lớp bao xung quanh lõi Tiếp theo, cCấu trúc M-RNP kết hợp với glycoprotein tạo virion hoàn chỉnh Các virion thoát khỏi màng tế bào chủ (đặc biệt khả thoát khỏi màng tế bào thần kinh thuộc hệ thần kinh trung ương (central nervous system; CNS) Trong tuyến nước bọt (salivary glands), virion thoát khỏi màng tế bào vào túi tuyến (acinar lumen) Virus có mặt tuyến nước bọt động vật làm tăng nguy lây nhiễm vật trạng thái kích thích cắn vật khác người Virus dại có khả phát triển nhiều hệ thống tế bào nuôi cấy phòng thí nghiệm, khơng chỉ tế bào động vật máu nóng (warm blooded animals) mà tế bào động vật biến nhiệt có xương sống (poikilothermic vertbrate) Virus phát triển hệ thống tế bào lưỡng bội người dùng để sản xuất vaccine Virus ni cấy thích nghi phơi gia cầm Dơi động vật gặm nhấm cho vật chủ tự nhiên virus dại EBV1 EBV2 phân lập từ dơi châu Âu Virus Duvenhage EBV2 có liên hệ mật thiết với quý trình lây nhiễm người, gây chết với biểu giống bệnh dại (rabies-like illness) Các type huyết thanh: Serotype 1: prototype rabies virus Serotype 2: Logas bat Serotype 3: Mokola Serotype 4: Duvenhage Serotype 5: EBL-1 (European bat lyssavirus) Serotype 6: EBL-2 VII Dịch tễ Bệnh dại bệnh chung cho động vật người (zoonosis) Các loài mắc bệnh châu lục khác nhau: 26 Châu Âu: Cáo dơi Trung Đơng: Sói, chó Châu Á: Chó Châu Phi: Chó, cầy mangut, linh dương Bắc Mỹ: Cáo, chồn, gấu trúc, dơi ăn sâu bọ Nam Mỹ: Chó, dơi Càng ngày có nhiều chứng cho thấy vai trò quan trọng dơi nguồn bệnh nhiều vùng khác giới Trường hợp người mắc bệnh phát sau bị dơi cắn Cho đến nay, thử nghiệm gây nhiễm virus dại động vật có vú dương tính Chó, mèo đại gia súc nhũng động vật đặc biệt mẫn cảm Chồn, dơi, cáo, sóc, gấu trúc, cầy mangut vật chủ virus tự nhiên VIII Sinh bệnh học Con đường lây nhiễm virus dại phổ biến động vật mang virus cắn người hay vật khác vết thương tiếp xúc với nước bọt vật mắc bệnh Một sơ đường khác sảy lây qua niêm mạc miệng, kết mạc, hậu mơn , quan sinh dục ngồi Động vật thí nghiệm bị nhiễm virus đưa vào hộp nuôi dạng phun sương Người bị nhiễm vào hang dơi bị có virus dại Một số trường hợp đặc biệt phát người cấy gép giác mạc từ người khác bị nhiễm virus Khi xâm nhiễm tế bào trung ương thần kinh, virus thường gây chết vật chủ Sau xâm nhiễm, virus nhân lên mơ liên kết vị trí xâm nhập sau vào hệ thần kinh ngoại biên thơng qua sinap thần kinh-cơ tới tế bào hệ thần kinh trung ương Tuy vậy, tất tế bào thần kinh nhiễm virus biểu cấu truc bất thường Cơ chế làm biến đổi biểu thần kinh múc độ tế bào phân tử nghiên cứu i Biểu lâm sàng 27 Giai đoạn ủ bệnh thay đổi lớn, từ vài ngày vài năm phụ thuộc vào yếu tố: - Số lượng virus nhiễm vào vật chủ; - Tình trạng vết thương - Vị trí vết thương (vết thương gần não q trình phát bệnh nhanh) Bệnh khơng có giai đoạn tiền phát đặc thù Các biểu thường thấy sốt, khó chịu, chán ăn bỏ ăn, viêm họng, đau cơ, đau đầu, dễ bị kích thích, rối loạn cảm giác xung quanh vết thương Căn vào biểu hiện, phân thành hai thể: (1) thể kích thích hay "hung dữ" với biểu trạng thái kích thích, co giật, sợ nước (2) thể ức chế hay "lầm lì" dạng "câm" với biểu tê liệt Thể thường có thời gian sống sau phát bệnh dài Các biến thường gặp rối loạn hoạt động hệ tim mạch, trung ương thần kinh, rối loạn hô hấp, tăng áp lực xoang sọ dẫn đến co giật, rối loạn cảm giác nhiệt độ, rối loạn thần kinh tự chủ Các biêu bệnh dễ gây nhầm lẫn với số bệnh uốn ván (tetanus), viêm tủy (poliomyelitis), hội chứng Guillain-Bare, viêm não virus , ngộ độc Chuẩn đốn bệnh Chuẩn đốn phòng thí nghiệm bao gồm phương pháp: - Phương pháp mô bệnh học (histopathology) - Nuôi cấy mô phân lập virus (tisue culture and virus íolation) - Huyết học (serology) - Phát kháng nguyên virus (viral antigen detection) Mỡi phương pháp có ưu điểm riêng + Phương pháp mơ bệnh học tìm thể Thể Negri (là biểu bệnh lý đặc thù virus dại Thể Negri tế bào thần kinh nhiễm virus (mũi tên chỉ) 28 Tuy vậy, chỉ phát khoảng 70% trường hợp nhiễm virus + Phương pháp nuôi cấy virus: Một số dòng tế bào dùng ni cấy phân lập virus bao gồm WI-38 (nguyên bào sợi từ phổi), BHK-21 (tế bào thận chuột), tế bào từ phôi gia cầm (CER) Tìm bệnh tích tế bào (cytopathic effect): Bao gồm thay đổi hình thái (altered shape), bong tách khỏi đĩa cấy (detachted from substrate), làm tan tế bào (lysis), khả gắn kết "lai" với màng tế bào (membrane fusion), thay đổi tính thấm màng (membrane permeability), tạo thể vùi (inclusion body) gây chết (apoptosis) Xác định yếu tố khởi (initiation factor; IF) sử dụng để phát diện kháng nguyên virus môi trường nuôi cấy Phương pháp thường sử dụng chẩn đoán virus dại tiêm dịch mô tuyến nước bọt mô từ não vào não chuột Nếu mô chứa virus dại, chuột biểu triệu chứng liệt chết khoảng 28 ngày sau gây nhiễm Kiểm tra não tìm virus phương pháp miễn dịch huỳnh quang + Chẩn đoán huyết học: Kháng thể virus dại xuất chậm sau thể bị nhiễm thường phát bắt đầu có biểu lâm sàng: 29 Phản ứng trung hòa chuột (mouse infection neutralization test: MNT) phản ứng ức chế điểm huỳng quang tức (rapid fluorescent focus inhibition test: RFFIT) dùng thay phương pháp miễn dịch sử dụng enzyme (enzyme immunoassays: EIAs) Chẩn đốn huyết học cho có hiệu chẩn đoán bệnh dại + Phát nhanh kháng nguyên virus: Trong năm gần đây, việc phát cách xác định yếu tố khởi đầu (IF) sử dụng rộng rãi Các mô cần chẩn đoán (thường màng giác mạc hay da cổ) ủ với kháng thể đánh dấu huỳnh quang sau kiểm tra kính hiển vi huỳnh quang tìm thể vùi tế bào chất tế bào thần kinh cảm giác mô IX Phòng chống bệnh + Đối với người có nguy nhiễm virus cao bác sỹ thú y, nhân viên phòng thí nghiệm, cơng nhân chăn ni, nhà nghiên cứu động vật hoang dã v.v , việc tạo miễn dịch chủ động cách tiêm vaccine quan trọng Miễn dich thiết lập sau liều tiêm Kháng thể xác định gần 100% trường hợp tiêm Tiêm nhắc lại đặn 1-3 năm lần cho người tiếp tục làm việc với đối tượng có nguy Việc xử lý vết thương cùng cần ý (kế người tiêm vaccine) + Khi bị gia súc (đặc biệt chó mèo vùng có dịch) cắn, cần phải theo dõi vật 10 ngày Nếu có biểu nghi bị nhiễm virus dại, cần phải giết vật kiểm tra phòng thí nghiệm + Điều trị vết thương: Loại bỏ tổ chức dập nát, rửa vết thương dung dịch sát trùng, không nên khâu kín vết thương Thực nghiệm cho thấy hạn chế nhiễm virus vết thương xử lý tốt + Tạo miễn dịch bị động: Human rabies immunoglobulin tiêm da xung quanh vết thương tạo khả phòng virus thời gian ngắn Việc tạo miễn dịch chủ động kết hợp với phương pháp có hiệu cao việc chỉ dùng đơn tạo miễn dịch chủ động Equine rabies immunoglobulin (dùng tế 30 bào ngựa) sản xuất nhiều nước rẻ Human rabies immunoglobulin (dung tế bào người) + Tạo miễn dịch chủ động: liều vaccine thường đưa vào thể cách tiêm vào vùng delta (vaccine từ nuôi cấy virus tế bào lưỡng bội người ưa thích hơn)!!!!! + Tiêm vaccine phòng bệnh cho chó, mèo việc theo dõi phát sớm biểu bệnh quan trọng phòng bệnh dại + Các loại vaccine phòng bệnh dại: Một số loại vaccine nhược độc phòng dại dùng cho động vật khơng thích hợp cho người Vaccine phòng dại cho người vaccine bất hoạt: - Vaccine tạo mô thần kinh nhiễm virus - Vaccine tạo phôi vịt - Vaccine tạo tế bào lưỡng bội người X Vaccin phòng bệnh virus Các loại vaccine - Vaccin giảm độc lực: Virus bị biến đổi nhiều lần làm giảm tính độc virus, đến virus khơng khả gây bệnh sử dụng chủng cho người động vật - Vaccin bất hoạt: Virus bị giết chết hóa chất, chúng khơng khả gây bệnh Nó đưa vào thể để tạo đáp ứng miễn dịch Vi sinh vật bị bất hoạt nhiệt hóa chất Hóa chất thường sử dụng để giết chết virus là: Formalin, propanol - Vaccin tái tổ hợp: Một nhiều gen đặc hiệu virus tách riêng ra, sau chuyển gen vào loại tế bào có khả nhân lên nhanh, thích hợp với quy mơ công nghiệp, biểu dễ tinh chế kháng nguyên (thường sử dụng nấm men) - Vaccin DNA: Loại vaccin xâm nhập tương tự chế tự nhiên thể tiếp xúc với virus 31 - Vaccin phần: Dùng phần virus không dùng virion virus Chất lượng vaccine Chất lượng vaccin đánh giá theo thường quy thống toàn giới theo tiêu chuẩn mỗi quốc gia dựa sở tiêu chuẩn tổ chức y tế giới để lập tiêu chuẩn quốc gia (cho phù hợp với điều kiện riêng mỗi nước) Tùy thuộc vào mỗi loại vaccin khác mà có tiêu chuẩn đánh giá khác quy định theo thường quy thống tồn quốc Có thể tìm quy định điểm Dược điển Việt Nam, xuất lần thứ 3, năm 2002 Hai tiêu chuẩn bật chất lượng vaccin an tồn cơng hiệu Nếu đạt tiêu chuẩn an tồn đạt yếu tố khác như: thành phần hoá học vaccin, yếu tố gây sốt khơng có, vaccin vơ trùng Nếu vaccin an tồn khơng có cơng hiệu khơng có tác dụng gây miễn dịch Vì tiêu chuẩn hàng đầu đánh giá chất lượng vaccin Ngồi tiêu chuẩn tiêu chuẩn chất tồn dư, trợ chất, pH, hàm lượng Protein, hàm lượng chất bảo quản, vô khuẩn, chất gây sốt Tùy thuộc vào mỗi loại vaccin với phương pháp sản xuất khác lại có quy định cụ thể với loại vaccin XI Phương pháp ni cấy vius Virus sinh vật ký sinh nội bào bắt buộc Có nhiều loại virus, virus của: vi khuẩn, xạ khuẩn, vi khuẩn lam, nấm, tảo, thực vật, động vật (ngun sinh, khơng xương sống, trùng, có xương sống) Bệnh virus gây thường khó chữa mà phần lớn trông chờ vào khả miễn dịch thể Virus có tính đặc hiệu cao với loại tế bào nên việc phân lập ni cấy virus có nhiều khó khăn ùy loại virus mà người ta phải dùng phương pháp nuôi cấy khác nhau: I Nuôi cấy mô tế bào: Đây thành tựu lớn virus học, ngày sử dụng rộng rãi để phân lập, định loại chuẩn độ virus Ngồi dùng nghiên cứu huyết học dùng để chế tạo vắc xin Phương pháp sử dụng nguyên tắc: lấy số 32 tế bào cho vào môi trường dinh dưỡng thích hợp điều kiện thích hợp tế bào sống phân chia Sau thời gian lại rửa thêm mơi trường dinh dưỡng tế bào lại tiếp tục phân chia Các loại tế bào sử dụng: - Ni cấy dòng tế bào sơ cấp (trong tài liệu cũ Việt Nam gọi tiên phát): lấy tế bào trực tiếp từ mô thể - Nuôi cấy dòng tế bào bán liên tục: cấy chuyển số lần định chết (thường 50 lần) - Ni cấy dòng tế bào liên tục (thường trực): Phân chia không ngừng Môi trường dinh dưỡng: Chia loại tự nhiên tổng hợp - Tự nhiên: huyết thanh, nước ép bào thai, muối đệm - Tổng hợp: hãng sx với công thức định mỡi loại mơi trường hãng khác có ưu điểm riêng Các kỹ thuật ni cấy tế bào: - Kỹ thuật nuôi cấy tế bào lớp: Một lớp tế bào đẹp hộp nuôi (thường flask) - Kỹ thuật nuôi cấy tế bào nhiều lớp: Từ lớp tế bào trở lên - Nuôi cấy tế bào nồi lên men: (ni cấy chìm) tế vào lơ lửng cố định giá thể tiếp xúc với môi trường dinh dưỡng phân chia, đến đạt nồng độ cần thiết lấy tế bào đem xử lý theo yêu cầu công việc Tế bào nuôi cấy liên tục bán liên tục Sau cho virus xâm nhiễm tế bào nhân lên, phá hủy tế bào - xử lý - thu virus II Nuôi phôi gà: Virus tiêm vào phôi gà (6-13 ngày tuổi) Tuỳ loại virus mà tiêm vào nơi khác phôi: màng túi niệu túi ối, màng niệu đệm, lòng đỏ, não Sau tiêm dùng parafin vô trùng gắn vào lỗ tiêm, để tủ ấm 37 độ C 3-4 ngày Sau mổ trứng lấy mơ nhiễm virus, dựa vào biến đổi đại thể để đánh giá phát triển virus Phương pháp ngày sử dụng trừ số trường hợp đặc biệt chưa 33 tìm phương pháp thay Kỹ thuật tiêm phương pháp khó đòi hỏi nhân viên có tay nghề cao III Ni động vật mẫn cảm: Phương pháp dùng từ lâu đời Virus tiêm vào phận thể sinh vật, sau thời gian (thường 5-10 ngày) giết động vật, lấy tổ chức, tiêm truyền cho khác, làm 2-3 lần gậy bệnh cảnh lâm sàng biến đổi phủ tạng thể vật phán đoán tồn virus Phương pháp ngày sử dụng mặc dù dùng để làm huyết thanh, làm số loại vắc xin, kháng nguyên chẩn đoán C Kết luận 34 ... Đặc điểm virus dại: Rabies virus Virus dại phân loại virus Virus dại (Rabies virus) thuộc giống Lyssavirus, họ Rhabdoviridae (họ có Ephemerovirus Vesiculovirus) Ngồi virus dại, Lyssavirus có... yellow fever) Virus thực vật: plant viruses Virus thực vật mang DNA mạch kép : Caulimoviruses Virus thực vật mang DNA mạch đơn : Geminiviruses Virus thực vật mang RNA mạch kép : Plant reoviruses... Lyssavirus có Lagos bat, Mokola virus, Duvenhage virus, European bat virus (EBV1), EBV2 Australian bat virus (ABV) Virus dại thuộc nhóm RNA virus dễ phân biệt với virus cùng họ có hình viên đạn