Giới thiệu
Coronavirus là một loại RNA virus với hệ gen RNA sợi dương có vỏ bọc có thể phát triển trong các tế bào biểu mô và chủ yếu gây nhiễm trùng đường hô hấp, bao gồm hội chứng viêm đường hô hấp cấp tính nặng (SARS) và gây bùng phát cấp của viêm phế quản mãn tính (AECB) ở người và dịch SARS-CoV gây ra sự hoảng loạn xã hội lớn trong năm 2003 [1]. Một loại coronavirus mới, được xác định là SARS-CoV-2 lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2019 tại Vũ Hán, Trung Quốc [2]. Virus này là một nguồn gây bệnh mới ở người và có khả năng lây nhiễm cho nhiều loài vật chủ [3].

Bệnh do SARS-CoV-2 gây ra được đặt tên là bệnh coronavirus 2019 (COVID-19) bởi WHO [4], và thuật ngữ này chủ yếu đề cập đến sự bùng phát của bệnh viêm phổi do nhiễm SARS-CoV-2 ở Trung Quốc [2], [5], [6]. Bệnh nhân mắc COVID-19 nặng có biểu hiện khó thở kèm theo thiếu oxy và một số bệnh nhân mắc hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS), sốc nhiễm trùng và suy đa tạng. Các kết quả huyết học bất thường của bệnh nhân mắc COVID-19 bao gồm các tế bào lympho giảm, lactate dehydrogenase (LDH) tăng, creatine kinase (CK) và các isoenzyme của nó tăng, protein phản ứng C (CRP) tăng và có các yếu tố gây viêm. Các xét nghiệm hóa học trên nước tiểu khô có đặc điểm là nhanh chóng, thuận tiện và kinh tế, và các thông số sinh hóa của nước tiểu có thể được sử dụng để chẩn đoán hỗ trợ các nhiễm trùng đường tiết niệu (UTI) [7 – 9], chẩn đoán bệnh thận và theo dõi hiệu quả điều trị. Cho đến nay, chưa có báo cáo nào về mối tương quan giữa các thông số sinh hóa nước tiểu và COVID-19; do đó, mục đích của nghiên cứu này là khám phá giá trị của các thông số sinh hóa nước tiểu trong dự đoán mức độ nghiêm trọng của COVID-19.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Thiết kế nghiên cứu và người tham gia

Nghiên cứu này đã được phê duyệt bởi Ủy ban Đạo đức Thể chế của Bệnh viện Renmin thuộc Đại học Vũ Hán (số WDRY2020-K066). Tổng cộng có 119 bệnh nhân mắc COVID-19 tham gia vào nghiên cứu này đã được chẩn đoán nhiễm SARS-CoV-2 tại Bệnh viện Renmin
(Đại học Vũ Hán, Trung Quốc) từ ngày 31 tháng 1 đến ngày 26 tháng 2 năm 2020 và đại diện cho nhóm đối chứng gồm 45 người khỏe mạnh. Nhóm bệnh được chia thành ba nhóm nhỏ (Bảng 1) theo Chương trình chẩn đoán và điều trị viêm phổi do coronavirus mới (phiên bản thử
nghiệm thứ sáu). Bất kỳ bệnh nhân hoặc người nào trong nhóm chứng bị tăng huyết áp, tiểu đường, có UTI hoặc các bệnh khác đều bị loại khỏi phân tích. Thông tin của bốn nhóm được liệt kê trong Bảng 1, cho thấy không có sự khác biệt đáng kể về giới tính hoặc tuổi giữa bốn nhóm (p > 0,05).

Bảng 1. Thông tin của nhóm bệnh và nhóm chứng

Phương pháp
Sau khi bệnh nhân được đưa vào Bệnh viện Renmin, khoảng 20 mL mẫu nước tiểu giữa dòng sạch được lấy từ các đối tượng trong mỗi nhóm vào sáng hôm sau. Đối với bệnh nhân COVID-19 nghiêm trọng, các mẫu nước tiểu được thu thập qua ống thông. Các thông số sinh hóa của nước tiểu như máu ẩn trong nước tiểu (BLOOD), protein niệu (PRO), bilirubin, urobilinogen, nồng độ hydro (pH), trọng lượng riêng (SG), ketone (KET), glucose nước tiểu (GLU-U), nitrite và bạch cầu (LEU) đã được thử nghiệm bằng máy phân tích sinh hóa nước tiểu hoàn toàn tự động (Combi-Scan XL, Công ty Công nghệ Shenzen Baodi, Trung Quốc) và bộ dụng cụ hỗ trợ (Combi-UriScreen 11 SYS PLUS, Công ty Công nghệ Shenzen Baodi, Trung Quốc). Các trầm tích nước tiểu được kiểm tra bằng máy phân tích trầm tích tự động (Cobio S120, 77 Elektronika Muszeripari Kft, Hungary). Tất cả các mẫu thu thập được thử nghiệm trong vòng 2 giờ. Trong trường hợp chậm trễ, các mẫu được làm lạnh. Để có kết quả nghi ngờ, các mẫu được ly tâm 5 phút ở mức 400g và sau đó kiểm tra bằng kính hiển vi của trầm tích nước tiểu được thực hiện bởi các thanh tra viên chuyên nghiệp.

Phân tích thống kê

Phần mềm thống kê SPSS 22.0 được sử dụng để phân tích thống kê. Dữ liệu đo được phân tích bằng phép thử chi bình phương (χ2). Thông thường dữ liệu đo phân phối được biểu thị bằng giá trị trung bình ± SD và được phân tích bằng phép thử t (t-test) giữa hai mẫu. Giá trị p < 0,05 biểu thị ý nghĩa thống kê.

Các kết quả

Giá trị của các thông số sinh hóa nước tiểu trong chẩn đoán COVID-19

Tỷ lệ dương tính của BLOOD và PRO cao hơn đáng kể ở những bệnh nhân mắc COVID-19 so với nhóm đối chứng khỏe mạnh (p < 0,05). Sự khác biệt về giá trị SG và pH giữa bệnh nhân mắc COVID-19 và đối chứng khỏe mạnh có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Các kết quả chi tiết được thể hiện trong Bảng 2.

Bảng 2. So sánh các thông số sinh hóa nước tiểu giữa nhóm bệnh nhân và nhóm khỏe

Giá trị của các thông số sinh hóa nước tiểu trong việc phân biệt mức độ nghiêm trọng của COVID-19

Sự khác biệt về tỷ lệ dương của GLU-U và PRO giữa các mức độ nghiêm trọng khác nhau của COVID-19 có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Tỷ lệ dương tính của GLU-U và PRO cao hơn đáng kể ở những người bị COVID-19 nặng so với những người mắc COVID-19 vừa phải (p < 0,05). Sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện của BLOOD, KET, LEU, số lượng hồng cầu (RBC) và số lượng bạch cầu (WBC) không có ý nghĩa thống kê giữa các mức độ khác nhau của COVID-19 (p > 0,05). Các kết quả chi tiết được thể hiện trong Bảng 3.

Bảng 3. Đánh giá mức độ nghiêm trọng của COVID-19 thông qua các thông số sinh hóa nước tiểu

Thảo luận
Sự bùng phát của dịch COVID-19 bắt đầu ở Vũ Hán, Trung Quốc vào cuối năm 2019, đã lan rộng trên toàn thế giới và dẫn đến một số lượng lớn bệnh nhân tử vong và thiệt hại kinh tế lớn ở Trung Quốc. COVID-19 được WHO xác định là trường hợp khẩn cấp y tế cộng đồng thứ sáu được quốc tế quan tâm. Nguyên nhân của COVID-19 được xác định là SARS-CoV-2 theo phương pháp giải trình tự gen thế hệ thứ hai dựa trên RNA [10]. Các triệu chứng lâm sàng của COVID-19 là không đặc hiệu, bao gồm tiêu chảy, buồn nôn, sốt, ho và đau cơ, hoặc mắc COVID-19 không có triệu chứng [11 – 12]. Những người đàn ông lớn tuổi mắc bệnh đi kèm có nhiều khả năng bị suy hô hấp và bệnh khởi phát ở một số bệnh nhân đã cho thấy sự tiến triển nhanh chóng đến rối loạn chức năng đa cơ quan [5]; nhiều bệnh nhân tử vong vì COVID-19 nguy kịch.

Theo Chương trình Chẩn đoán và Điều trị được công bố gần đây nhất năm 2019, chứng Viêm phổi coronavirus mới (phiên bản thử nghiệm thứ sáu), bệnh nhân COVID-19 được chia thành các loại nhẹ, trung bình, nặng và nguy kịch [13]. Một số thông số huyết học (ví dụ: WBC, giảm bạch cầu, CRP, LDH, CK và troponin) có liên quan đến mức độ nghiêm trọng của COVID-19 [14 – 15].

Trong nghiên cứu này, tỷ lệ dương tính của BLOOD và PRO ở bệnh nhân COVID-19 được tìm thấy cao hơn so với những người ở nhóm khỏe mạnh và giá trị của SG và pH cũng khác nhau giữa bệnh nhân COVID-19 và kiểm soát sức khỏe. Tuy nhiên, tỷ lệ dương tính của LEU không khác biệt đáng kể giữa bệnh nhân COVID-19 và nhóm chứng khỏe mạnh. Kết quả chỉ ra rằng sự khác biệt về BLOOD, PRO, SG và pH là do nhiễm SARS-CoV-2, không phải do nhiễm vi khuẩn. Bốn chỉ số này có thể được sử dụng để phân biệt bệnh nhân COVID-19 từ những người khỏe mạnh.

Do số lượng lớn bệnh nhân có triệu chứng với COVID-19, những bệnh nhân được chẩn đoán không có triệu chứng hiếm khi được điều trị tại bệnh viện và thay vào đó chủ yếu được chỉ định đến các điểm cách ly tạm thời để điều trị; do đó, rất khó để có được thông tin chi tiết về bệnh nhân không có triệu chứng. Mặc dù vậy, kết quả sinh hóa nước tiểu vẫn rất đáng quan tâm, và GLU-U và PRO có liên quan đến mức độ nghiêm trọng của COVID-19. Tỷ lệ dương của GLU-U và PRO khác nhau đáng kể giữa các mức độ nghiêm trọng khác nhau của COVID19. So với bệnh nhân COVID-19 vừa phải, tỷ lệ dương tính với GLU-U và PRO tăng đáng kể ở nhóm nặng và nguy kịch. Tuy nhiên, BLOOD, LEU, RBC và WBC cho thấy không có sự khác biệt giữa các nhóm trung bình, nặng và nguy kịch. Cho thấy rằng PRO tăng cao không phải do nhiễm vi khuẩn trong hệ thống tiết niệu, mà là do nhiễm SARS-CoV-2. ARDS là triệu chứng chính của bệnh nhân mắc COVID-19 tại Trung Quốc [16] và nhiễm SARS-CoV-2 có thể làm tăng nhanh chóng cytokine gây ra hội chứng rối loạn chức năng đa cơ quan (MODS) bao gồm thận [17]. Tổn thương thận do sự tăng cao của cytokine là điều khiến cho sự khác biệt của GLU-U và PRO ở ba nhóm bệnh nhân COVID-19. Hơn nữa, tỷ lệ KET dương tính không khác biệt đáng kể giữa các mức độ nghiêm trọng khác nhau của COVID-19, và tăng đường huyết tạm thời không gây ra xu hướng bệnh nhân mắc bệnh nhiễm toan ketone, điều này gián tiếp xác minh rằng hiện tượng sốc ở bệnh nhân chủ yếu là do chức năng phổi bị suy yếu.

Trong những trường hợp này, các thông số sinh hóa nước tiểu không chỉ hữu ích trong việc xác định COVID-19, mà còn hữu ích trong việc đánh giá các thay đổi động học ở bệnh nhân mắc COVID-19. Do đó, các tác giả củng cố đề xuất rằng các xét nghiệm sinh hóa nước tiểu thông thường có thể hữu ích cho việc đánh giá tiến triển COVID-19.

Bài viết được dịch từ báo cáo nghiên cứu khoa học:
“The value of urine biochemical parameters in the prediction of the severity of coronavirus disease 2019”
Nhóm tác giả: Rui Liu, Qingfeng MaORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-1676-3235, Huan Han, Hanwen Su, Fang Liu, Kailang Wu, Wei Wang and Chengliang Zhu
DOI: https://doi.org/10.1515/cclm-2020-0220| Published online: 14 Apr 2020
https://www.degruyter.com/view/journals/cclm/ahead-of-print/article-10.1515-cclm-2020-0220/article-10.1515-cclm-2020-0220.xml

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bài viết Giá trị của các thông số sinh hóa nước tiểu trong dự đoán mức độ nghiêm trọng của bệnh COVID-19 đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng.

Các Corona virus đã vượt qua hàng rào ký chủ loài và gây viêm phổi tử vong ở người bắt đầu từ thế kỷ 21: hội chứng viêm đường hô hấp cấp tính do chủng virus Corona (SARS-CoV)(7, 19), hội chứng viêm đường hô hấp Trung Đông (Middle-East respiratory syndrome coronavirus) (44) (MERS-CoV), và SARS-CoV-2 (14, 46).

SARS-CoV bùng phát ở Guangdong – Trung Quốc năm 2002 và lan rộng ra năm châu lục qua đường du lịch hàng không gây nhiễm 8.098 và tử vong 774 người. Năm 2012, MERS-CoV bùng phát ở Arabian Peninsula và là vấn đề lớn của sức khỏe cộng đồng, đã lan rộng đến 27 quốc gia, gây nhiễm 2.494 người.

Một loài virus Corona khác chưa được biết đến là SARS-CoV-2 được phát hiện vào tháng 12 năm 2019 tại Wuhan, Hubei – Trung Quốc và đã được giải trình tự gen và phân lập vào tháng giêng năm 2020(45, 46).

SARS-CoV-2 có liên quan đến trận dịch viêm phổi không điển hình đang xảy ra (Covid-2019) và ảnh hưởng đến trên 4 triệu người và đã gây tử vong cho trên 275.000 người và ảnh hưởng đến hơn 200 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn cầu tính đến ngày 9/5/2020.

Tổ chức Y Tế Thế Giới đã công bố SARS-CoV-2 là virus gây đại dịch trên toàn cầu vào ngày 11 tháng 3 năm 2020.

Tìm hiểu về nguồn gốc của SARS-CoV-2, người ta thấy một số virus có mối liên quan, đó là MERS-CoV được cho là có nguồn gốc từ dơi, nhưng vật chủ chứa virus gây lây nhiễm cho người vẫn chưa rõ(11, 23).

Cả hai virus SARS-CoV và SARS-CoV-2 có nhiều điểm tương đồng và đều có nguồn gốc từ dơi(8, 13, 21, 42, 45). Trong khi đó cầy hương và loài chó racoon đã được công nhận là vật chủ trung gian để truyền bệnh SARS-CoV giữa dơi và người(9, 16, 41) , nhưng với SARS-CoV -2 vật chủ trung gian vẫn chưa được xác định chắc chắn.

Sự lan tỏa tái phát của Coronavirus ở người cùng với việc phát hiện nhiều Coronavirus ở dơi, bao gồm nhiều Coronavirus liên quan đến SARS (SARSr-CoV), cho thấy việc lây truyền bệnh từ động vật sang người trong tương lai có thể vẫn còn phức tạp. Ngoài các virus gây bệnh nặng như SARS-CoV, MERS-CoV và SARS-CoV-2, tất cả virút còn lại đều thuộc giống Coronavirus. Bốn loại Coronavirus gây bệnh nhẹ ở
người: HCoV-OC43, HC1V HCoV-NL63 và HCoV-229E. Cho đến nay, không có phương pháp điều trị hoặc vắc-xin nào được chấp thuận đối với bất kỳ loại Coronavirus nào(2, 8, 13, 21, 24, 25, 42, 45).

Coronavirus xâm nhập vào tế bào ký chủ thông qua glycoprotein xuyên màng (S). Glycoprotein xuyên màng tạo thành các homotrimers nhô ra khỏi bề mặt virus(34).

Glycoprotein S bao gồm hai tiểu đơn vị là tiểu đơn vị S1 liên kết với thụ thể trên bề mặt tế bào ký chủ; và tiểu đơn vị S2 có chức năng hợp nhất màng tế bào virus và màng tế bào ký chủ(3, 5, 16, 27, 28, 30, 37).

Đối với nhiều CoV, glycoprotein S bị phân cắt ở ranh giới giữa các tiểu đơn vị S1 và S2, nơi tồn tại liên kết không đồng hóa trị trong quá trình tiền hòa màng của virus(10, 17, 29, 33, 37, 43). Phần xa của tiểu đơn vị S1 có chứa vùng liên kết với thụ thể trên bề mặt tế bào ký chủ và góp phần ổn định trạng thái tiền hòa màng của tiểu đơn vị S2 khi S2 gắn vào màng tế bào ký chủ tại vị trí có hệ thống hòa màng (10, 17, 29, 33, 37, 43).

Đối với tất cả các CoV, glycoprotein S tiếp tục bị cắt bởi các protease của ký chủ tại vị trí S2’. S2’ nằm ngay phía trên của peptide hòa màng(22, 27). Sự phân cắt này hoạt hóa protein cần cho phản ứng hòa màng thông qua những thay đổi về hình dạng không thể hồi phục được(3, 12, 42, 43, 30, 39).

Như vậy, Coronavirus xâm nhập vào các tế bào nhạy cảm là một quá trình phức tạp đòi hỏi phải có sự phối hợp của quá trình liên kết giữa virus và thụ thể trên bề mặt tế bào ký chủ và quá trình phân giải glycoprotein S để thúc đẩy sự hòa màng giữa virus và tế bào ký chủ(15, 34, 36).

Các Coronavirus gây dịch địa phương OC43 và HKU1 liên kết vùng S (SA) với 5-N-acetyl-9-O-acetyl-sialoside trên glycoprotein S với glycolipid trên bề mặt tế bào ký chủ để xâm nhập vào tế bào nhạy cảm (15, 34, 36). Trong khi đó, MERS-CoV S lại sử dụng vùng A (SA) để nhận biết các thụ thể sialoside non acetyl hóa, thụ thể này có khả năng thúc đẩy sự liên kết của vủng B (SB ) với thụ thể xâm nhập là dipeptidyl-peptidase 4(31, 21).

SARS-CoV và một số Coronavirus liên quan đến SARS (SARSr-CoV) tương tác trực tiếp với enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2) thông qua SB để xâm nhập vào tế bào đích(8, 18, 20, 33, 42).

Vì glycoprotein S của Coronavirus tiếp xúc với bề mặt tế bào ký chủ và là vị trí trung gian để xâm nhập vào tế bào ký chủ, nên nó là mục tiêu chính của sự trung hòa kháng thể (abs) khi nhiễm virus và là đối tượng của các phương pháp điều trị và nghiên cứu vắc-xin.
Cấu trúc S- trimer được phân bố rộng rãi với các glycan liên kết N, rất quan trọng cho việc tạo nếp gấp chính xác(32) và điều hòa khả năng tiếp cận với protease của ký chủ và kháng thể trung hòa(38, 40, 42).

Kháng thể trung hòa được tạo ra từ một số rất hiếm hoi các tế bào B ký ức của người bị nhiễm SARS-CoV(35) hoặc nhiễm MERS-CoV(6) và cạnh tranh ức chế không cho cấu trúc glycoprotein S B của virus gắn vào thụ thể trên bề mặt tế bào ký chủ(40).

Ngoài ra, còn có cơ chế liên kết khác giữa SARS-CoV-2 và tế bào ký chủ là vai trò của ACE2. SARS-CoV-2 SB tương tác với ACE2 (hACE2) ở người có ái lực tương đương với SARS-CoV SB từ các chủng virus liên quan đến dịch 2002-2003 (tức là, liên kết ái lực cao với hACE2). ACE là enzyme chuyển đổi angiotensin.

Các nghiên cứu khác cũng cho thấy đây là virus có vỏ bao, hạt virus hình tròn hoặc bầu dục, thường là đa diện với đường kính 60-140nm. Trình tự gen của chủng virus SARS-CoV-2 bao gồm một chuỗi RNA đơn gồm 29,903 nucleotide.

Về mặt tương đồng, virus SARS-CoV-2 chứa:

• 50% mã gen tương đồng với chủng virus MERS-CoV;
• 79,5% mã gen tương đồng so với chủng virus SARS-CoV;
• 96% mã gen tương đồng so với chủng virus Corona được phát hiện trong dơi, đặc biệt là dơi móng ngựa;
• 99% mã gen tương đồng so với chủng virus Corona có trong loài Tê tê

Điều này cho thấy nguồn gốc của virus là ở loài tê tê hoặc loài dơi.

Khi so sánh bộ gen của cả alpha và betacoronaviruses (họ Coronaviridae) hai đặc điểm đáng chú ý của bộ gen SARS-CoV-2 như sau:
(i) dựa trên mô hình cấu trúc và các thí nghiệm, SARS-CoV-2 dường như được tối ưu hóa cho liên kết với thụ thể ACE2 của con người;
(ii) protein tăng đột biến (S) của SARS-CoV-2 có vị trí phân cắt polybasic (furin) tại ranh giới S1 và S2 thông qua việc chèn thêm vào mười hai nucleotide.

Vùng liên kết với thụ thể (Receptor-binding domain – RBD) trong protein tăng đột biến của các Coronavirus liên quan đến SARS-CoV-2 và SARS cũng là phần biến đổi nhất trong bộ gen của virus. Sáu vùng trong RBD có lẽ rất quan trọng để liên kết với thụ thể ACE2 của con người và xác định ký chủ. Năm trong số sáu vùng này bị đột biến ở SARS-CoV-2 và giống đến 96% so với trình tự gen RaTG13 được phân lập từ dơi. Ngoài
ra, một số vùng chính trong RBD của SARS-CoV-2 khác với những điều được mô tả trước đây và được tối ưu cho liên kết với thụ thể ACE2 của người. Các đặc điểm bộ gen của SARS-CoV-2 phần nào có thể giải thích tính lây nhiễm và khả năng truyền bệnh của SARS-CoV-2 ở người.

Đáng chú ý hơn, về sự biến đổi gen của vi rút SARS-CoV-2, các nghiên cứu tại Italy đã xác định đồng thời có 4 biến chủng của virus SARS-CoV-2, khác với chủng của virus được xác định tại Vũ Hán, Trung Quốc (4, 1).

Trên đây là một số hiểu biết về cấu trúc của virus Corona và các thông tin này có thể tiếp tục được cập nhật khi các cơ quan nghiên cứu tiếp tục công bố những nghiên cứu mới hơn.

XEM THÊM

Bài viết Một số hiểu biết về cấu trúc của Virus Corona đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng.