10 triệu Bảng Anh cho ai tìm được giải pháp chống lại kháng kháng sinh

Nhưng quả thực, đi đôi với một phần thưởng lớn không bao giờ là một nhiệm vụ dễ dàng. Bạn hãy cứ tưởng tượng việc rút ngắn xét nghiệm kéo dài 5 ngày xuống 15 phút.

Chắc hẳn bạn đã từng nghe về một "kịch bản tận thế", khi mà những viên thuốc kháng sinh mất tác dụng. Lúc đó, ngay cả một vết xước trên da cũng có thể dẫn đến nhiễm trùng và gây tử vong. Ngày càng nhiều loại vi khuẩn có thể đề kháng với những loại kháng sinh mà chúng ta có. "Ngày tận thế" có thể chưa được xác định. Nhưng ngay lúc này, thế giới đã có khoảng 700.000 người chết mỗi năm vì siêu vi khuẩn kháng thuốc.

Các dự báo chỉ ra rằng nếu không hành động ngay lúc này, số người chết vì kháng kháng sinh có thể vượt quá trường hợp tử vong vì ung thư vào năm 2050. Vậy chúng ta đã bắt đầu làm được những gì để ngăn chặn điều đó?

Mặc dù các công ty dược phẩm đã ngừng phát triển lớp kháng sinh mới từ vài thập kỷ gần đây, nhiều biện pháp tập trung vào hướng điều trị thay thế đang được nghiên cứu, ví dụ như liệu pháp thể thực khuẩn. Thêm vào đó là nhiều biện pháp nhằm ngăn chặn sự lạm dụng kháng sinh trong chăn nuôi.

Tuy nhiên, vẫn còn một trong những hướng tiếp cận đầy hứa hẹn mà chúng ta chưa kể đến. Đó là phát triển những xét nghiệm chẩn đoán nhanh với bệnh nhân nhiễm khuẩn.

Trong "kịch bản tận thế", quang cảnh của một bệnh viện có thể trông như năm 1932, khi kháng sinh chưa ra đời.

Tại thời điểm này, chẩn đoán bệnh liên quan đến vi khuẩn có thể mất tới vài ngày. Sự chậm trễ khiến nhiều liều kháng sinh bị kê không cần thiết, như để điều trị bệnh gây ra bởi virus.

Vậy điều gì xảy ra khi nhiều nhà khoa học đang tham vọng đến một xét nghiệm nhanh bệnh vi khuẩn chỉ trong vài phút? Chắc chắn, nó sẽ giảm được tình trạng lạm dụng kháng sinh, khi thuốc chỉ được kê trong trường hợp cần thiết.

Điều này không khiến vi khuẩn "ngoan ngoãn" dừng việc đột biến để kháng thuốc. Nhưng nó sẽ kéo dài thời gian mà những viên kháng sinh của chúng ta giữ được hiệu lực. Bởi vậy, đã có những giải thưởng được treo sẵn cho các nhà khoa học nếu họ giải được bài toán khó khăn này. Ví dụ như giải Longitude Prize của chính phủ Anh trị giá tới 10 triệu Bảng.

Nhưng quả thực, đi đôi với một phần thưởng lớn không bao giờ là một nhiệm vụ dễ dàng. Bạn hãy cứ tưởng tượng việc rút ngắn xét nghiệm kéo dài 5 ngày xuống 15 phút. Trong trường hợp liên quan đến vi khuẩn, sẽ có rất nhiều thách thức.

Một trường hợp như Salmonella

Chẩn đoán Salmonella hiên nay có thể mất tới 3 đến 5 ngày.

Để có thể hình dung được sự khó khăn trong chẩn đoán nhanh, hãy lấy ví dụ về trường hợp của Salmonella. Chủng vi khuẩn này thường xuyên gây ra tình trạng viêm dạ dày và ruột non hay ngộ độc thực phẩm. Nó có mặt trong trứng, thịt gà và nhiều nguồn thực phẩm khác.

Ở một số nước, các chủng Salmonella có thể gây nhiều loại nhiễm trùng nghiêm trọng hơn, ví dụ như bệnh thương hàn. Căn bệnh này có thể nhanh chóng đe dọa tính mạnh của trẻ em, người già và những người có hệ miễn dịch hoạt động kém. Đó là lí do tại sao chẩn đoán nhanh là hết sức quan trọng.

Tuy nhiên, các phương pháp chẩn đoán Salmonella truyền thống thường mất rất nhiều thời gian, có thể kéo dài từ 3 đến 5 ngày. Ngay cả theo tiêu chuẩn SMI (Standards for Microbiology Investigations), thời gian đã được rút ngắn nhưng vẫn còn rất phức tạp.

Để chẩn đoán Salmonella, các phòng thí nghiệm lâm sàng phải thực hiện 4 bước. Bắt đầu, bạn phải phát triển được một quần thể vi khuẩn trích xuất từ mẫu máu của bệnh nhân trong một đĩa thí nghiệm. Việc phát triển cả một quẩn thể vi khuẩn mới cho phép chẩn đoán dễ dàng hơn.

Tiếp theo, kỹ thuật viên phải phân tích các tế bào vi khuẩn dưới một kính hiển vi. Các kháng thể Salmonella riêng biệt sẽ được trộn với mẫu máu người bệnh để tìm kiếm những khối ngưng tụ. Cuối cùng, xét nghiệm sinh hóa sẽ giúp nhận dạng vi khuẩn dựa trên những loại enzyme mà chúng sở hữu.

Trong vài năm trở lại đây, một số phương pháp xét nghiệm mới đã được phát triển.

Như vậy, đứng trên góc độ người bệnh vẫn sẽ phải mất hơn 2 ngày để có thể nhận được chẩn đoán về Salmonella. Trong điều kiện lý tưởng, họ sẽ có mặt tại phòng khám ngay khi bệnh khởi phát, có thể là vài tiếng. Mẫu máu của họ được thu thập và phát triển một quần thể sẽ tốn 24 giờ. Bước 2 vài 3 sẽ chỉ mất vài phút. Nhưng xét nghiệm enzyme một lần nữa lại tiêu tốn thêm 24 giờ.

Trong một số trường hợp, nhiều bước bổ sung là cần thiết và sẽ kéo dài chẩn đoán thêm 24 giờ nữa. Ví dụ trọng trường hợp vi khuẩn xuất hiện ở nồng độ thấp trong máu, hoặc những mẫu thu thập được có lẫn nhiều loại vi khuẩn khác nhau. Cuối cùng thời gian xét nghiệm vẫn kéo dài từ 2 đến 5 ngày.

Tin vui là trong vài năm trở lại đây, một số loại hình xét nghiệm mới đã được phát triển. Ví dụ như xét nghiệm khuyếch đại axit nucleic(NAATs) có thể tìm ra loại vi khuẩn, dựa trên sự hiện diện của những DNA cụ thể chỉ trong vài giờ. Thậm chí, một phương pháp có tên phổ khối lượng MALDI-TOF còn có thể xác định vi khuẩn chỉ trong vài phút, dựa vào thành phần protein trong tế bào của chúng.

Mặc dù vậy, các phương pháp càng nhanh và hiện đại thì càng đòi hỏi những thiết bị đắt tiền, thông thường đều vượt quá khả năng đầu tư của nhiều phòng thí nghiệm. Hơn nữa, chúng ta vẫn chưa có cách nào để loại bỏ 24 giờ tăng sinh nuôi cấy mẫu vi khuẩn. Có những phương pháp xét nghiệm nhanh thì đổi lại kết quả không chính xác.

Con đường phía trước

Một xét nghiệm HIV ngày nay có thể thực hiện trong 15 phút, liệu điều tương tự có thể được thực hiện với vi khuẩn?

Bây giờ, nếu chúng ta xuất phát từ những dấu mốc này, liệu cái đích hướng đến sẽ là đâu? Có thể đó là một xét nghiệm đơn giản và nhanh chóng như que thử thai. Một xét nghiệm như vậy chỉ đòi hỏi một bác sĩ hoặc y tá duy nhất ở tuyến cuối, nơi mà người bệnh sẽ tiếp xúc sớm nhất.

Cũng phải nói rằng không phải là chưa từng có những xét nghiệm như vậy được phát triển. Ví dụ trong thường hợp xét nghiệm nhanh HIV bằng que thử, kết quả có thể được cho ra trong vòng 15 phút. Tuy nhiên, một que thử tương tự đối với trường hợp nhiễm khuẩn sẽ phức tạp hơn rất nhiều.

Lí do bởi trong trường hợp xét nghiệm HIV, mục tiêu ở đây là phát hiện các kháng thể của virus. Kháng thể trong trường hợp nhiễm khuẩn là rất khác, chúng cần nhiều thời gian để sinh ra. Trong khi đó, triệu chứng nhiễm khuẩn xuất hiện từ trước đó rất sớm. Một số vi khuẩn còn có thể đánh lừa hệ miễn dịch, bởi vậy chẳng có kháng thể cào được sản xuất.

Đó là còn chưa kể đến việc chúng ta phải phân biệt rất nhiều loại vi khuẩn với nhau. Từ những loại gây bệnh đến những vi khuẩn vô hại xuất hiện trong cơ thể.

Kết luận

Hi vọng vẫn luôn tồn tại trong cuộc chiến với siêu vi khuẩn kháng kháng sinh của nhân loại.

Nhìn vào những khó khăn kể trên, có vẻ như một phương pháp chẩn đoán nhanh với vi khuẩn khó có thể ra đời trong vài năm tới. Nhưng nếu khoảng thời gian là 10 năm, chúng ta có thể lạc quan hơn.

Trong khi hai phương pháp MALDI -TOF và NAATs khó có thể là câu trả lời, nhiều phòng thí nghiệm khác bắt đầu phát triển các phương pháp mới, ví dụ như sử dụng cảm biến hoặc xác định phân tử đáp ứng nhiễm trùng mà cơ thể sản sinh. Một trong số các phương pháp không cần đến quá trình tăng sinh để tạo quần thể, nên có thể tiết kiệm đến 24 giờ chẩn đoán.

Nhiều giải thưởng như Longitude Prize cũng đã được treo sẵn cho những nhà khoa học có thể phát triển những phương pháp đối phó với mối đe dọa kháng kháng sinh mà con người đang phải đối mặt. Nhưng trên tất cả, chúng ta đều biết rằng dù đối mặt với bất kể khó khăn nào, bản chất của con người là không bao giờ bỏ cuộc. Hi vọng vẫn luôn tồn tại trong cuộc chiến với siêu vi khuẩn kháng kháng sinh của nhân loại.