Các nhà khoa học luôn nắm bắt được các đợt bùng phát bệnh truyền nhiễm ra sao?

Hơn 60% các bệnh truyền nhiễm hiện có ở người, bao gồm Giardiasis, cúm, hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng (SARS), Ebola và COVID-19 là bệnh lây truyền từ động vật, 75% các bệnh truyền nhiễm mới nổi cũng có nguồn gốc từ động vật.

Việc ngày càng tăng sự kết nối giữa con người, động vật và vật nuôi, cũng như ngày càng tăng việc giao lưu buôn bán và thay đổi điều kiện môi trường có thể sẽ làm tăng tỷ lệ bệnh lây truyền từ động vật sang người.

Tại Diễn đàn lần thứ 23 về các vấn đề toàn cầu năm 2009, Tiến sĩ Margaret Chan, Tổng giám đốc Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) vào thời điểm đó, đã đưa ra một cảnh báo trước: “Giám sát các bệnh mới nổi góp phần vào an ninh, sức khỏe toàn cầu, các cơ quan chức năng có nắm bắt được đợt SARS tiếp theo, hay phát hiện kịp thời sự xuất hiện của đại dịch virus để cảnh báo thế giới và giảm thiểu thiệt hại hay không? ”Thật vậy, việc giám sát bệnh lây truyền từ động vật sẽ rất quan trọng để dự đoán và có khả năng ngăn chặn sự bùng phát dịch bệnh từ động vật sang người trong tương lai.

Đôi mắt và đôi tai của y tế cộng đồng toàn cầu

Các phòng thử nghiệm giám sát dịch bệnh tiến hành xét nghiệm các bệnh truyền nhiễm từ động vật để bảo vệ cộng đồng và cải thiện sức khỏe động vật. Sử dụng dữ liệu từ các phòng thử nghiệm giám sát để cung cấp thông tin nhằm ra quyết định dựa trên bằng chứng của nhiều thực thể, bao gồm bác sĩ thú y, bác sĩ, cơ quan quản lý dịch bệnh động vật, sức khỏe cộng đồng.

Theo Timothy Baszler, DVM, Tiến sĩ, giám đốc điều hành Phòng thử nghiệm Chẩn đoán Dịch bệnh Động vật Washington (WADDL) tại trường Đại học Bang Washington, “giám sát dịch bệnh đại diện cho mắt và tai của lực lượng y tế cộng đồng toàn cầu, tạo ra thông tin một cách có hệ thống thông báo để có các hành động ngăn chặn, kiểm soát và giảm thiểu hậu quả ở người và động vật có nguy cơ".

Điều này có thể bao gồm một loạt các hoạt động như giám sát sự thay đổi của các tác nhân lây nhiễm (ví dụ, tăng độc lực), đánh giá hiệu quả của các biện pháp kiểm soát và y tế dự phòng, hỗ trợ lập kế hoạch y tế và phân bổ nguồn lực, xác định các quần thể có nguy cơ.

Studio Seattle của công ty kiến trúc toàn cầu, liên ngành Perkins and Will dẫn dắt việc thiết kế Giai đoạn II của Tòa nhà Sức khỏe Động vật Toàn cầu (GAH2) tại trường Đại học Bang Washington, ngôi nhà mới của Phòng thử nghiệm Chẩn đoán Bệnh Động vật Washington (WADDL). Kết xuất do kiến trúc sư Perkins và Will cung cấp.

Nhiều yếu tố góp phần ngày càng tăng nhu cầu đối với các phòng thử nghiệm giám sát bệnh truyền nhiễm từ động vật đủ tiêu chuẩn, ví dụ như WADDL. Baszler cho biết: “Các bệnh truyền nhiễm đang gia tăng do các thay đổi về môi trường và thay đổi sự tương tác giữa các vật chủ, ổ chứa, vật trung gian truyền bệnh và mầm bệnh".

Ngoài bệnh truyền nhiễm từ động vật hoang dã, phát sinh từ động vật hoang dã, các bệnh do véc tơ truyền cũng đang xuất hiện với tốc độ gia tăng. Không giống như bệnh lây truyền từ động vật sang người và các động vật khác qua vết đốt của động vật chân đốt (ví dụ như bọ ve hoặc muỗi). Baszler cho biết: “Có một phạm vi rộng lớn của các vật chủ, vật trung gian truyền bệnh và các mầm bệnh mà chúng lưu giữ”.

Tần suất gia tăng truyền bệnh từ động vật sang người gây ra những hậu quả đáng kể trên toàn cầu. Ngoài việc gia tăng các khoản phí về y tế và thiệt hại về người liên quan đến đại dịch COVID-19, ví dụ, Triển vọng Kinh tế Toàn cầu dự báo đại dịch có thể dẫn đến suy thoái toàn cầu nghiêm trọng nhất trong nhiều thập kỷ.

Các bệnh truyền nhiễm từ động vật mới nổi khác như cúm, SARS và Ebola cũng gây ảnh hưởng nặng nề về kinh tế và thiệt hại về người. Baszler giải thích: “Các tình trạng này đã ảnh hưởng đến các nước công nghiệp phát triển, mặc dù hệ thống y tế và cơ sở hạ tầng vệ sinh phát triển tốt” và cho biết thêm: “Tác động của chúng thậm chí còn tàn phá hơn đối với các nước có thu nhập trung bình và đang phát triển”.

Hiểu được bản chất của sự xuất hiện và lây lan dịch bệnh là điều cơ bản để dự đoán và ngăn chặn các đợt bùng phát. Theo Baszler, việc tăng cường giám sát bệnh lây truyền từ động vật sang người là cần thiết để hiểu được các đặc tính di truyền, dân số, xã hội và sinh thái khiến các mầm bệnh lây truyền từ động vật sang các loài và lây lan dễ dàng sang người.

Kỹ thuật và công nghệ

Các phương pháp giám sát trong phòng thử nghiệm bao gồm từ kỹ thuật nuôi cấy và phân lập truyền thống đến xét nghiệm miễn dịch và gần đây là chẩn đoán phân tử.

Có thể phát hiện một số vi rút, vi khuẩn, nấm và ký sinh trùng trực tiếp bằng cách sử dụng các phương pháp nuôi cấy và phân lập truyền thống. Ví dụ, xác định các vi khuẩn gây bệnh từ động vật trong nước như Escherichia coli dựa trên sự phát triển của chúng trong môi trường nuôi cấy.

Mặc dù có hiệu quả, nhưng các phương pháp này tốn nhiều thời gian và thông thường cần 24 giờ để mầm bệnh phát triển trong môi trường nuôi cấy trước khi có kết quả. Hơn nữa, cách tiếp cận này không phù hợp để phát hiện một số mầm bệnh.

Các phương pháp miễn dịch học cho phép phát hiện các kháng thể của vật chủ đối với tác nhân lây nhiễm. Chúng đặc biệt hữu ích để xác định các kháng thể sau khi kích hoạt miễn dịch trong giai đoạn nhiễm trùng cấp tính. Ví dụ, xét nghiệm miễn dịch hấp thụ liên kết với Enzyme (ELISA) được thiết kế để phát hiện các kháng thể đặc hiệu với mầm bệnh.

Các phương pháp chẩn đoán phân tử, bao gồm kỹ thuật phản ứng chuỗi polymerase (PCR) cho phép phát hiện và xác định các dấu ấn sinh học ở mức cơ bản nhất: axit nucleic. Baszler nói: “Chẩn đoán phân tử là một ứng dụng đang phát triển gần đây để thử nghiệm giám sát chẩn đoán".

Ông giải thích: “Kỹ thuật này không những cho phép phát hiện tất cả các loại mầm bệnh truyền nhiễm mà còn là nền tảng để phát hiện ra các bệnh truyền nhiễm mới và đang phát triển thông qua giải trình tự gen”.

Ưu điểm chính của kỹ thuật PCR là tính đơn giản và độ nhạy. PCR cho phép khuếch đại axit nucleic từ một lượng nhỏ vật liệu sinh học, chẳng hạn như máu, nang tóc, mô và mẫu môi trường. Baszler nói: “Bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân tử có thể xác định các tác nhân truyền nhiễm nhanh và chính xác hơn so với nuôi cấy, phân lập vi rút hoặc xét nghiệm miễn dịch học truyền thống”.

Các nhà nghiên cứu đang phát triển và thực hiện các kỹ thuật giải trình tự toàn bộ bộ gen, dựa trên nhu cầu ngày càng tăng. Baszler giải thích: “Hệ gen học có khả năng cung cấp thông tin, không những chẩn đoán mầm bệnh mà còn điều tra dịch tễ học về các nguồn bùng phát nhiễm trùng, thậm chí cả xu hướng kháng thuốc kháng sinh. Giải trình tự bộ gen mầm bệnh nhanh chóng và giá cả hợp lý sẽ hỗ trợ giám sát liên tục cho phép chẩn đoán nhanh chóng và theo dõi thời gian thực các mầm bệnh mới nổi”.

Các nhà nghiên cứu đang thiết kế các công nghệ mới để vượt qua một số thách thức liên quan đến giám sát dịch bệnh, cụ thể là thiếu các phòng thử nghiệm đủ tiêu chuẩn và các chuyên gia có kinh nghiệm. Các công nghệ dựa trên điện thoại di động, xét nghiệm ghi chép trên giấy và trên nền tảng phòng thử nghiệm trên chip có thể cung cấp kết quả chính xác và yêu cầu nguồn lực và kỹ năng tối thiểu. Baszler cho biết: “Các định dạng xét nghiệm như vậy khởi đầu mạnh mẽ cho việc xét nghiệm tại các điểm chăm sóc, tự động, đơn giản hóa và tiết kiệm chi phí”.

Phản ứng nhanh chóng

Khi phát hiện tác nhân gây bệnh truyền nhiễm từ động vật sang người, phòng thử nghiệm phải phản ứng ngay lập tức để bảo vệ những người có thể đã tiếp xúc. Đầu tiên, chủ sở hữu động vật và bác sĩ thú y điều trị cho động vật cũng như nhân viên phòng thử nghiệm giám sát, phải thông báo cho những người có thể đã tiếp xúc trong quá trình xử lý mẫu vật.

Baszler giải thích: “Vì sự an toàn cá nhân của chính họ, họ cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa thích hợp để tránh mắc bệnh truyền nhiễm từ động vật sang người, chẳng hạn như họ có thể thông báo cho bác sĩ để kê đơn điều trị kháng sinh phòng ngừa”.

Tiếp theo, phòng thử nghiệm có thể cần thông báo cho các cơ quan chính phủ có liên quan để giám sát, ứng phó với các đợt bùng phát và phối hợp ngăn chặn. WADDL sẽ báo cáo các bệnh truyền nhiễm từ động vật như vậy ở cấp tiểu bang cho các quan chức thú y của tiểu bang, cũng như bác sĩ thú y hoặc nhà dịch tễ học trong các bộ y tế của tiểu bang. Một bệnh truyền nhiễm từ động vật cũng sẽ được báo cáo cho các cơ quan quốc gia, sau đó báo cáo cho WHO và Tổ chức Thú y Thế giới để tạo điều kiện cho việc giám sát toàn cầu.

Sự gia tăng kết hợp quần thể người, động vật và các mối tương tác, cùng với môi trường thay đổi có thể làm tăng tần suất của bệnh lây truyền từ động vật sang người. Các tiến bộ trong công nghệ chẩn đoán phân tử và xét nghiệm tại điểm chăm sóc sẽ là điều cần thiết để hỗ trợ tăng cường giám sát bệnh lây truyền từ động vật sang người.

Trương Tố Quyên dịch

Nguồn: lab Manager – Hoa Kỳ