Vai trò của real-time PCR mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán và điều trị viêm phổi nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin

Luận án tiến sĩ y học Vai trò của real-time PCR mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán và điều trị viêm phổi nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin. Viêm phổi (VP) là nhiễm trùng thường gặp, với tỉ lệ mắc và tử vong cao [1,2]. Việc điều trị VP do vi khuẩn đa kháng thường khó khăn vì phải sử dụng kháng sinh phổ rộng, tăng chi phí điều trị, tăng tỉ lệ thất bại điều trị và tử vong [3–5]. Trong số các tác nhân gây VP, Staphylococcus kháng methicillin hiện đang là một thách thức vì khó chẩn đoán sớm, tỉ lệ tử vong cao và là nguyên nhân dẫn đến lạm dụng kháng sinh phổ rộng. Staphylococcus aureus kháng methicillin (MRSA) từ lâu đã được xem là vi khuẩn quan trọng gây VP [3,4,6]. Tuy nhiên, từ năm 2019, các nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm động vật và các trường hợp lâm sàng đã làm nổi bật vai trò của Methicillin-resistant Coagulase-Negative Staphylococci (MRCoNS) trong nhiễm trùng đường hô hấp [7,8]. Đặc biệt là, sự phát triển của kỹ thuật real-time Polymerase Chain Reaction (PCR) đã cho phép phân tích chính xác và chi tiết hơn về các loài Staphylococcus spp. [9–12].

Việc phát hiện những trường hợp nuôi cấy xác định là MRSA nhưng real-time PCR và giải trình tự gen là MRCoNS, đã khẳng định vai trò của Staphylococcus kháng methicillin bao gồm cả MRSA và MRCoNS trong VP [13–16]. VP do Staphylococcus kháng methicillin có tỉ lệ thất bại điều trị và tử vong 30 ngày lần lượt là 33,7% và 51,1% [17]. Để điều trị các trường hợp này cần những kháng sinh chuyên biệt (vancomycin, teicoplanin, linezolid), mà phác đồ điều trị kháng sinh kinh nghiệm thông thường không bao phủ được. Tuy vậy, các hướng dẫn hiện tại về chỉ định kháng sinh bao phủ Staphylococcus kháng methicillin chủ yếu dựa vào tiền sử bệnh và trùng lắp với các yếu tố nguy cơ nhiễm vi khuẩn đa kháng khác dẫn đến khó khăn trong chỉ định điều trị hợp lý [3,4,18,19]. Sử dụng kháng sinh sớm được chứng minh là có ý nghĩa trong giảm tỉ lệ tử vong nội viện, tử vong 30 ngày và thời gian nằm viện của tất cả các bệnh lý nhiễmtrùng, bao gồm cả VP [20–22]. Song, sự không phù hợp giữa kháng sinh kinh nghiệm và kết quả vi sinh đang là thách thức với các nhà lâm sàng [23,24]. A. Doran Bostwick đã kết luận trong một nghiên cứu ở 113 trung tâm y tế tại Hoa Kỳ,  sử dụng kháng sinh kinh nghiệm theo khuyến cáo hiện nay là quá mức. Mặc dù vậy,hạn chế của nghiên cứu là chỉ dựa vào xét nghiệm nuôi cấy truyền thống, chưa phản2 ánh đúng tỉ lệ thật sự của các tác nhân gây bệnh [24]. Do đó, các tác giả đề nghị cá thể hóa yếu tố nguy cơ dựa trên xây dựng mô hình dự đoán từ các đặc điểm lâm sàng kết hợp với xét nghiệm nuôi cấy truyền thống và real-time PCR sẽ là biện pháp hứa hẹn nhất để gia tăng hiệu quả điều trị kháng sinh theo kinh nghiệm [24,25]. Nuôi cấy mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới, mẫu máu, mẫu dịch màng phổi và mẫu mô phổi được xem là phương pháp tiêu chuẩn trong chẩn đoán tác nhân nhiễm trùng hô hấp [3,4,18,19,26]. Tuy nhiên, phương pháp nuôi cấy phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng mẫu bệnh phẩm, thời gian xử lý mẫu và kỹ thuật của nhân viên y tế [27]. Với ưu điểm về độ nhạy và độ đặc hiệu, kỹ thuật real-time PCR đang được xem là một cuộc cách mạng trong chẩn đoán tác nhân gây bệnh [18,19,26,28].
Năm 2023, Hội Hô Hấp Châu Âu (European Respiratory Society – ERS) và Hội hô hấp Việt Nam cũng đồng thuận sử dụng xét nghiệm real-time PCR trên mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới để chẩn đoán nhanh tác nhân gây VP [18,19,26].
Vì vậy, để tối ưu hóa việc chẩn đoán và điều trị kháng sinh theo kinh nghiệm cho bệnh nhân VP nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin, cùng với quy trình chẩn đoán thường quy, chúng tôi đã thực hiện thêm xét nghiệm real-time PCR trên mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới. Tên đề tài nghiên cứu của chúng tôi là “Vai trò của real-time PCR mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán và điều trị viêm phổi nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin”.
Mục tiêu của đề tài gồm:
1. Mô tả đặc điểm vi sinh, lâm sàng, cận lâm sàng, tình hình sử dụng kháng sinh và kết cục điều trị bệnh nhân viêm phổi nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin
2. Khảo sát giá trị của real-time PCR mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán viêm phổi do Staphylococcus kháng methicillin
3. Xây dựng mô hình dự đoán lâm sàng kết hợp với real-time PCR mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán và điều trị bệnh nhân viêm phổi nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin

MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn ……………………………………………………………………………………………………. i
Lời cam đoan………………………………………………………………………………………………… ii
Danh mục viết tắt ………………………………………………………………………………………… iii
Danh mục bảng ……………………………………………………………………………………………. iv
Danh mục sơ đồ…………………………………………………………………………………………….. v
Danh mục hình …………………………………………………………………………………………….. vi
ĐẶT VẤN ĐỀ ……………………………………………………………………………………………… 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ……………………………………………………………. 3
1.1. Giới thiệu về Staphylococcus kháng methicillin ………………………………………….. 3
1.2. Chẩn đoán viêm phổi do Staphylococcus kháng methicillin ……………………….. 13
1.3. Điều trị viêm phổi do Staphylococcus kháng methicillin ……………………………. 20
1.4. Vai trò của real-time PCR trong chẩn đoán và điều trị Staphylococcus kháng
methicillin ………………………………………………………………………………………. 26
1.5. Các mô hình dự đoán và lưu đồ được sử dụng trong chẩn đoán và điều trị viêm
phổi do Staphylococcus kháng methicillin hiện nay ……………………………… 31
1.6. Các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến chẩn đoán và điều trị
Staphylococcus kháng methicillin dựa trên real-time PCR ……………………. 35
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………………….. 40
2.1. Thiết kế nghiên cứu ……………………………………………………………………………….. 40
2.2. Đối tượng nghiên cứu…………………………………………………………………………….. 40
2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ……………………………………………………………. 40
2.4. Cỡ mẫu để nghiên cứu …………………………………………………………………………… 41
2.5. Xác định các biến số độc lập và phụ thuộc ……………………………………………….. 42
2.6. Phương pháp và công cụ đo lường, thu thập số liệu …………………………………… 53
2.7. Quy trình nghiên cứu …………………………………………………………………………….. 60
2.8. Phương pháp phân tích dữ liệu ……………………………………………………………….. 62
2.9. Đạo đức trong nghiên cứu ………………………………………………………………………. 69Chương 3. KẾT QUẢ ………………………………………………………………………………… 70
3.1. Đặc điểm vi sinh, lâm sàng, cận lâm sàng, tình hình sử dụng kháng sinh và kết
cục điều trị bệnh nhân viêm phổi nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm
Staphylococcus kháng methicillin ………………………………………………………. 71
3.2. Giá trị của real-time PCR mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán
viêm phổi do Staphylococcus kháng methicillin ………………………………….. 87
3.3. Xây dựng mô hình dự đoán lâm sàng kết hợp với real-time PCR mẫu bệnh
phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán và điều trị bệnh nhân viêm phổi
nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin …… 91
Chương 4. BÀN LUẬN …………………………………………………………………………….. 107
4.1. Đặc điểm vi sinh, lâm sàng, cận lâm sàng, tình hình sử dụng kháng sinh và kết
cục điều trị bệnh nhân viêm phổi nhập viện có yếu tố nguy cơ nhiễm
Staphylococcus kháng methicillin …………………………………………………….. 107
4.2. Giá trị của real-time PCR mẫu bệnh phẩm đường hô hấp dưới trong chẩn đoán
viêm phổi do nhiễm Staphylococcus kháng methicillin ………………………. 123
4.3. Xây dựng mô hình dự đoán lâm sàng kết hợp với real-time PCR mẫu bệnh phẩm
đường hô hấp dưới trong chẩn đoán và điều trị bệnh nhân viêm phổi nhập
viện có yếu tố nguy cơ nhiễm Staphylococcus kháng methicillin …………. 129
KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………………………… 140
KIẾN NGHỊ…………………………………………………………………………………………….. 142
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Phân biệt Staphylococcus spp. theo enzym coagulase ………………………… 4
Bảng 1. 2. Ngưỡng chẩn đoán là vi khuẩn gây bệnh theo mẫu bệnh phẩm ………….. 18
Bảng 1. 3. Xác định Staphylococcus kháng methicillin bằng real-time PCR ……….. 27
Bảng 1. 4. Nguy cơ nhiễm MRSA …………………………………………………………………. 33
Bảng 1. 5. Độ nhạy và độ đặc hiệu của real-time PCR so với nuôi cấy ………………. 37
Bảng 2. 1. Các loại biến số……………………………………………………………………………. 47
Bảng 2. 2. Diễn giả kết quả real-time PCR ……………………………………………………… 60
Bảng 2. 3. Diễn giải kết quả giá trị chẩn đoán của real-time PCR ……………………… 64
Bảng 3. 1. Đặc điểm vi sinh của mẫu bệnh phẩm …………………………………………….. 71
Bảng 3. 2. Đặc điểm vi sinh theo nguồn gốc nhiễm khuẩn………………………………… 72
Bảng 3. 3. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu ……………………………………… 73
Bảng 3. 4. Đặc điểm bệnh đồng mắc của đối tượng nghiên cứu ………………………… 74
Bảng 3. 5. Đặc điểm lâm sàng của đối tượng nghiên cứu …………………………………. 75
Bảng 3. 6. Đặc điểm công thức máu của đối tượng nghiên cứu …………………………. 76
Bảng 3. 7. Đặc điểm hình ảnh học của đối tượng nghiên cứu ……………………………. 76
Bảng 3. 8. Tiền sử sử dụng kháng sinh trước nhập viện của đối tượng nghiên cứu . 77
Bảng 3. 9. Tỉ lệ các loại kháng sinh được sử dụng tại thời điểm chẩn đoán VP …… 78
Bảng 3. 10. Tỉ lệ sử dụng kháng sinh bao phủ Staphylococcus kháng methicillin ban
đầu và kết quả vi sinh ………………………………………………………………………….. 79
Bảng 3. 11. Thời gian điều trị và can thiệp y tế của đối tượng nghiên cứu ………….. 79
Bảng 3. 12. Kết cục điều trị của bệnh nhân …………………………………………………….. 80
Bảng 3. 13. Mối liên quan giữa sử dụng kháng sinh bao phủ ban đầu và ……………. 81
Bảng 3. 14. Ảnh hưởng của kháng sinh bao phủ Staphylococcus kháng methicillin
ban đầu đến kết quả ngày thứ 7 trên các nhóm có nguy cơ thất bại ……………. 82
Bảng 3. 15. Ảnh hưởng của kháng sinh bao phủ Staphylococcus kháng methicillin
ban đầu đến kết cục xuất viện trên các nhóm có nguy cơ thất bại ……………… 83iv
Bảng 3. 16. Ảnh hưởng của kháng sinh bao phủ Staphylococcus kháng methicillin
ban đầu đến tử vong 30 ngày trên các nhóm có nguy cơ thất bại ……………….. 84
Bảng 3. 17. Các yếu tố liên quan đến VP do Staphylococcus kháng methicilin dựa
trên phân tích đa biến …………………………………………………………………………… 86
Bảng 3. 18. Các yếu tố liên quan đến thất bại điều trị của bệnh nhân VP do
Staphylococcus kháng methicilin dựa trên phân tích đa biến …………………….. 87
Bảng 3. 19. So sánh kết quả nuôi cấy và real-time PCR……………………………………. 87
Bảng 3. 20. Đặc điểm kháng kháng sinh của Staphylococcus kháng methicillin ….. 88
Bảng 3. 21. Giá trị chẩn đoán của xét nghiệm real-time PCR ……………………………. 89
Bảng 3. 22. Kết quả của real-time PCR và nuôi cấy ở bệnh nhân có sử dụng kháng
sinh tuyến trước ………………………………………………………………………………….. 90
Bảng 3. 23. Các mô hình dự đoán………………………………………………………………….. 92
Bảng 3. 24. So sánh giá trị AUC, AIC, BIC của các mô hình dự đoán ……………….. 93
Bảng 3. 25. Các ngưỡng điểm cắt và hiệu suất chẩn đoán của mô hình dự đoán
nhiễm Staphylococcus kháng methicillin ……………………………………………….. 97
Bảng 3. 26. Phân tầng nguy cơ của mô hình theo tỉ lệ nhiễm trùng Staphylococcus
kháng methicillin và yếu tố nguy cơ thất bại điều trị ……………………………….. 98
Bảng 3. 27. So sánh kết quả dự đoán của mô hình, ATS và Bộ Y Tế Việt Nam … 100
Bảng 3. 28. So sánh giá trị chẩn đoán của mô hình có kết hợp real-time PCR …… 101
Bảng 3. 29. Mối liên quan của kháng sinh Staphylococcus kháng methicillin và kết
cục điều trị ……………………………………………………………………………………….. 104
Bảng 4. 1. So sánh các yếu tố nguy cơ giữa nghiên cứu chúng tôi và các tác giả.. 112
Bảng 4. 2. Đặc điểm dân số nghiên cứu của chúng tôi và tác giả Bostwick AD …. 117
Bảng 4. 3. So sánh kết cục điều trị nội viện và tử vong 30 ngày của nghiên cứu
chúng tôi và các tác giả………………………………………………………………………. 119
Bảng 4. 4. So sánh về diện tích dưới đường cong, độ nhạy và AUC ………………… 135v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Hình ảnh nhuộm gram của Staphylococcus spp. ………………………………… 3
Hình 1. 2. Mối tương quan di truyền giữa các loài Staphylococcus spp. dựa trên kết
quả phân tích trình tự gen ………………………………………………………………………. 5
Hình 1. 3. PIA của Staphylococcus spp. tham gia tạo màng sinh học …………………… 7
Hình 1. 4. Các giai đoạn hình thành màng sinh học …………………………………………… 8
Hình 1. 5. PIA và màng sinh học của nhiễm trùng Staphylococcus spp. ……………….. 9
Hình 1. 6. Độc tố và enzym của S. aureus ………………………………………………………. 10
Hình 1. 7. Tổn thương hình ảnh học của VP do MRSA ……………………………………. 17
Hình 1. 8. Mô hình dự đoán nhiễm MRSA ……………………………………………………… 34
Hình 2. 1. Xét nghiệm nuôi cấy đàm và real-time PCR…………………………………….. 55
Hình 3. 1. Mô hình trên web app …………………………………………………………………… 99
Hình 3. 2. Giá trị chẩn đoán của yếu tố nguy cơ, mô hình và real-time PCR……… 102
Hình 4. 1. Các yếu tố gen liên quan đến Staphylococcus kháng methicillin ………. 124
Hình 4. 2. Giới hạn phát hiện của real-time PCR định lượng. ………………………….. 12