II. Các cơ chế bệnh sinh vi khuẩn
D. Xác định tác nhân gây bệnh
Việc phân lập một vi sinh vật cụ thể từ mô bị nhiễm trùng (ví dụ, tổn thương da hoại tử) không chứng minh một cách thuyết phục rằng nó đã gây ra tổn thương. Ví dụ, vi sinh vật có thể là một thành viên của hệ vi khuẩn da bình thường (xem phần trước) tình cờ ở gần đó. Mặt khác, vi sinh vật có thể không phải là “cư dân” tự nhiên của da mà là tác nhân gây bệnh cơ hội đã lây nhiễm thứ phát tổn thương hoại tử. [Lưu ý: Tác nhân gây bệnh cơ hội là một vi sinh vật không có khả năng gây bệnh ở những cá nhân khỏe mạnh, có hệ miễn dịch bình thường nhưng có thể lây nhiễm cho những người có hệ miễn dịch bị suy yếu.] Robert Koch, một nhà vi sinh vật học người Đức thế kỷ 19, đã nhận ra tình thế tiến thoái lưỡng nan này và đã định nghĩa một loạt các tiêu chí (các tiên đề Koch) để xác nhận tác nhân vi khuẩn gây bệnh (Hình 1). [Lưu ý: Mặc dù các tiêu chí này đã thành công trong việc xác định nguyên nhân của hầu hết các bệnh nhiễm trùng, nhưng sẽ không thành công nếu không thể nuôi cấy vi sinh vật gây bệnh trong ống nghiệm.]
E. Nhiễm trùng ở quần thể người
Các bệnh do vi khuẩn có thể lây truyền từ người sang người hoặc không lây truyền. Ví dụ, bệnh tả có khả năng lây truyền cao (vi sinh vật gây bệnh, Vibrio cholerae, dễ lây lan), trong khi bệnh ngộ độc thịt không lây truyền vì chỉ những người ăn phải ngoại độc tố botulinum mới bị ảnh hưởng. Các bệnh có khả năng lây truyền cao, chẳng hạn như bệnh tả, được cho là dễ lây lan và có xu hướng xảy ra dưới dạng dịch bệnh cục bộ trong đó tần suất mắc bệnh cao hơn bình thường. Khi một dịch bệnh trở thành dịch bệnh toàn cầu, thì nó được gọi là đại dịch. Các đại dịch, chẳng hạn như đại dịch cúm năm 1918, phát sinh do quần thể người chưa bao giờ tiếp xúc với và do đó, không có khả năng miễn dịch với chủng vi-rút cúm cụ thể.
III. Cơ chế bệnh sinh của virus
Virus chỉ có thể sao chép bên trong tế bào sống. Do đó, các biểu hiện gây bệnh đầu tiên của nhiễm trùng do virus được nhìn thấy ở cấp độ tế bào. Diễn biến của các sự kiện sau khi tiếp xúc ban đầu với một số loại virus có thể bao gồm khởi phát nhanh các triệu chứng có thể quan sát được, được gọi là nhiễm trùng cấp tính. Ngoài ra, nhiễm trùng ban đầu do các loại virus khác có thể nhẹ hoặc không có triệu chứng. Sau khi nhiễm trùng ban đầu, kết quả phổ biến nhất là virus bị hệ thống miễn dịch loại bỏ hoàn toàn khỏi cơ thể. Đối với một số loại virus, nhiễm trùng ban đầu được theo sau bởi nhiễm trùng dai dẳng hoặc nhiễm trùng tiềm ẩn.
A. Sinh bệnh học do virus ở cấp độ tế bào
Các tế bào biểu hiện nhiều phản ứng khác nhau đối với nhiễm trùng do virus, tùy thuộc vào loại tế bào và virus. Nhiều bệnh nhiễm trùng do virus không gây ra những thay đổi về hình thái hoặc chức năng rõ ràng trong tế bào. Khi những thay đổi xảy ra, có thể nhận ra một số phản ứng (có khả năng chồng chéo) (Hình 2).
1. Chết tế bào: Một tế bào có thể bị vi-rút giết chết trực tiếp. Trong hầu hết các trường hợp, điều này là do sự ức chế tổng hợp DNA, RNA và/hoặc protein của tế bào. Một số vi-rút có các gen cụ thể chịu trách nhiệm cho sự ức chế này. Các tế bào chết hoặc đang chết giải phóng các vi-rút con lặp lại quá trình sao chép. Ví dụ về vi-rút giết chết tế bào vật chủ của chúng là adenovirus (xem phần sau) và vi-rút bại liệt (xem phần sau).
2. Chuyển dạng: Một số vi-rút biến đổi các tế bào bình thường thành tế bào ác tính. Theo nhiều cách, đây là điều ngược lại với sự chết của tế bào, vì các tế bào ác tính có nhu cầu tăng trưởng ít khó khăn hơn các tế bào bình thường và chúng có tuổi thọ kéo dài vô thời hạn. Chuyển dạng là một quá trình di truyền không thể đảo ngược gây ra bởi sự tích hợp của DNA virus vào DNA của vật chủ (xem phần sau).
3. Hợp nhất tế bào: Nhiễm trùng tế bào với một số loại virus nhất định khiến các tế bào hợp nhất, tạo ra các tế bào khổng lồ, đa nhân. Các loại virus có đặc tính này bao gồm herpesvirus (xem phần sau) và paramyxovirus (xem phần sau). Khả năng hợp nhất của các tế bào bị nhiễm trùng dường như là do những thay đổi do virus gây ra trong cấu trúc của màng tế bào.
4. Hiệu ứng tế bào bệnh lý: Hiệu ứng tế bào bệnh lý (CPE) là một thuật ngữ bao quát dùng để chỉ bất kỳ thay đổi nào có thể nhìn thấy được về hình dạng của một tế bào bị nhiễm bệnh, ví dụ, tế bào tròn lại, các mảng protein virus có thể nhuộm màu bên trong tế bào và sự phân hủy tế bào. Một số loại virus có thể được xác định sơ bộ theo thời điểm khởi phát và kiểu CPE trong nuôi cấy tế bào cũng như theo loại tế bào mà những loại virus này gây ra CPE.
B. Nhiễm trùng ban đầu
Sau khi nhân lên ban đầu tại vị trí xâm nhập chính, nhiễm trùng do vi-rút có thể vẫn ở một vị trí hoặc trở nên lan tỏa. Nhiễm trùng có thể không có triệu chứng (không có triệu chứng nhận biết). Ngoài ra, các triệu chứng điển hình của bệnh có thể xảy ra, thường ở hai dạng riêng biệt về mặt thời gian: (1) các triệu chứng sớm tại vị trí nhiễm trùng chính và (2) các triệu chứng muộn do phát tán từ vị trí nhiễm trùng chính, gây nhiễm trùng các vị trí thứ phát. Sự lây truyền vi-rút có thể xảy ra trước khi các triệu chứng của bệnh toàn thân xuất hiện, khiến việc kiểm soát sự lây lan của các bệnh do vi-rút trở nên khó khăn.
1. Các con đường xâm nhập và phát tán đến các vị trí thứ phát: Các con đường phổ biến mà vi-rút xâm nhập vào cơ thể về cơ bản giống như đối với các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn (tức là qua da hoặc đường hô hấp, đường tiêu hóa hoặc đường tiết niệu-sinh dục). Sau khi xâm nhập, một số vi-rút vẫn ở một vị trí và gây bệnh chủ yếu giới hạn ở vị trí nhiễm trùng chính. Các vi-rút khác trải qua quá trình nhân lên trong các tế bào tại vị trí nhiễm trùng chính, có thể kèm theo các triệu chứng, sau đó là xâm nhập vào hệ thống bạch huyết và máu. [Lưu ý: Sự hiện diện của vi-rút trong máu được gọi là nhiễm vi-rút huyết.] Vi-rút được phát tán khắp cơ thể qua đường máu và có thể lây nhiễm vào các tế bào ở các vị trí thứ cấp đặc trưng cho từng loại vi-rút cụ thể, do đó gây ra bệnh thường liên quan đến vi-rút đó (Hình 3).
2. Các vị trí khu trú thứ cấp điển hình: Các vị trí nhiễm trùng thứ cấp quyết định bản chất của các triệu chứng trễ và thường là các đặc điểm chính liên quan đến bệnh kết quả. Vi-rút thường biểu hiện tính hướng động đối với các loại tế bào và mô cụ thể. Tính đặc hiệu này thường là do sự hiện diện của các thụ thể bề mặt tế bào chủ cụ thể được các vi-rút cụ thể nhận dạng. Mặc dù bất kỳ mô hoặc hệ thống cơ quan nào cũng có thể là mục tiêu tiềm năng của nhiễm vi-rút, nhưng thai nhi đang phát triển là vị trí đặc biệt dễ bị nhiễm vi-rút khu trú thứ cấp. Vi-rút từ tuần hoàn của mẹ lây nhiễm vào các tế bào của nhau thai, do đó xâm nhập vào tuần hoàn của thai nhi và cuối cùng là vào tất cả các mô của thai nhi đang phát triển (Hình 4). Thai nhi tử vong hoặc bất thường về phát triển thường là hậu quả. Nhiễm trùng ở trẻ sơ sinh cũng có thể xảy ra trong khi sinh khi thai nhi tiếp xúc với dịch tiết sinh dục bị nhiễm bệnh của mẹ hoặc sau khi sinh khi trẻ bú sữa mẹ bị nhiễm bệnh.
3. Sự phát tán virus và phương thức lây truyền: Phương thức lây truyền của một bệnh do virus phần lớn được xác định bởi các mô sản sinh ra virus con và/hoặc các chất dịch mà chúng được giải phóng vào. Đây không nhất thiết là các vị trí nhiễm trùng thứ cấp nhưng trên thực tế, thường là vị trí nhiễm trùng chính tại thời điểm trước khi các triệu chứng xuất hiện. Da, đường hô hấp và đường tiêu hóa, và các chất dịch cơ thể thường là các vị trí phát tán virus.
4. Các yếu tố liên quan đến việc chấm dứt nhiễm trùng cấp tính: Trong một trường hợp nhiễm trùng cấp tính điển hình, không biến chứng, virus sẽ bị loại bỏ hoàn toàn khỏi vật chủ trong vòng 2-3 tuần. Kết quả này chủ yếu là chức năng của hệ thống miễn dịch của vật chủ, với sự tham gia của cả phản ứng qua trung gian tế bào và dịch thể. Tầm quan trọng tương đối của hai phản ứng này phụ thuộc vào loại virus và bản chất của bệnh.
a. Phản ứng qua trung gian tế bào: Phản ứng sớm nhất của hệ thống miễn dịch đối với nhiễm virus là phản ứng viêm toàn thân kèm theo việc tiêu diệt không đặc hiệu các tế bào bị nhiễm bởi các tế bào diệt tự nhiên. Hoạt động sau này, được tăng cường bởi interferon và các cytokine khác, bắt đầu trước phản ứng miễn dịch đặc hiệu với virus rất lâu. Sau đó, quá trình phân hủy tế bào bởi các tế bào lympho T gây độc đặc hiệu với virus mà nhận diện các peptide virus hiển thị trên bề mặt tế bào cũng loại bỏ các tế bào bị nhiễm. Những phản ứng tế bào này đặc biệt quan trọng ở chỗ chúng giúp hạn chế sự lây lan của nhiễm trùng bằng cách tiêu diệt các tế bào bị nhiễm trước khi chúng giải phóng virus con. Các chất quyết định miễn dịch bề mặt tế bào được tế bào T nhận diện thường có nguồn gốc từ các protein không cấu trúc hoặc protein bên trong của virus. Do đó, phản ứng này bổ sung cho quá trình bất hoạt virus tự do bằng kháng thể dịch thể, chống lại các protein capsid hoặc protein vỏ.
b. Phản ứng dịch thể: Mặc dù các kháng thể tuần hoàn có thể chống lại bất kỳ protein virus nào, nhưng những kháng thể có ý nghĩa lớn nhất trong việc kiểm soát nhiễm trùng sẽ phản ứng đặc hiệu với các epitope trên bề mặt của virion và dẫn đến việc bất hoạt khả năng lây nhiễm của virus. Quá trình này được gọi là sự trung hòa. Phản ứng này có tầm quan trọng hàng đầu trong việc ngăn chặn các bệnh liên quan đến giai đoạn nhiễm virus huyết, nhưng các kháng thể tiết (ví dụ, immunoglobulin A) cũng đóng vai trò bảo vệ quan trọng trong các bệnh nhiễm trùng nguyên phát ở đường hô hấp và đường tiêu hóa. Các kháng thể dịch thể cũng tham gia tiêu diệt các tế bào bị nhiễm thông qua hai cơ chế. Cơ chế đầu tiên là gây độc tế bào qua trung gian tế bào, phụ thuộc kháng thể, trong đó các tế bào diệt tự nhiên và các bạch cầu khác mang thụ thể Fc liên kết với các phần Fc của kháng thể mà tạo phức hợp với các kháng nguyên virus trên bề mặt của tế bào bị nhiễm và tiêu diệt tế bào đó. Cơ chế thứ hai là sự phân giải tế bào bị nhiễm qua trung gian bổ thể mà kháng thể đặc hiệu virus đã liên kết vào.
Các bạn có thể xem bài viết mới trên Facebook tại đây: https://www.facebook.com/profile.php?id=61550892771585
Các bạn có thể xem bài viết trước tại đây: https://docsachxyz.com/kha-nang-gay-benh-doc-luc-cua-cac-vi-sinh-vat-phan-1/
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại các bạn trong các bài viết tiếp theo nhé !!!
