Nghiên cứu xác định các đặc điểm vi sinh vật có thể điều trị trong hen nặng, tiết lộ tiềm năng cho liệu pháp kháng sinh chính xác.

Một nghiên cứu gần đây công bố trên tạp chí Allergy đánh giá hệ vi sinh đường thở và đáp ứng miễn dịch-viêm của vật chủ để xác định các khía cạnh có thể điều trị của hen nặng.

Hen suyễn và hệ vi sinh đường thở

Hen suyễn đặc trưng bởi co thắt đường thở có thể hồi phục. Trong hen nặng, việc xác định các đặc điểm có thể điều trị để phân biệt các phân nhóm của tình trạng này là rất quan trọng. Ví dụ, trong phân nhóm type-2 cao, cả bạch cầu ái toan trong đờm và máu đều cao, với hầu hết bệnh nhân đáp ứng tốt với corticosteroid và thuốc kháng interleukin 5 (IL-5).

Ngược lại, phân nhóm type-2 thấp, ảnh hưởng đến 30-50% người bị hen nặng, liên quan đến đáp ứng kém với các thuốc sinh học đã được phê duyệt hoặc corticosteroid toàn thân. Phân nhóm type-2 thấp bao gồm cả hen bạch cầu trung tính và hen ít bạch cầu hạt, loại sau còn được gọi là hen không bạch cầu trung tính hoặc ái toan.

Sự thiếu đáp ứng với điều trị ở phân nhóm type-2 thấp có thể do nhiễm khuẩn và/hoặc xâm nhập bạch cầu trung tính vào đường thở do đáp ứng miễn dịch. Điều này cũng có thể giải thích hiệu quả quan sát được của kháng sinh macrolide dài hạn như azithromycin ở nhóm bệnh nhân này.

Các nghiên cứu trước đây đã xác định Hemophilus và Moraxella là những vi sinh vật phổ biến nhất trong hệ vi sinh đường thở, đặc biệt là đường thở dưới. Sự phong phú thấp của vi khuẩn cộng sinh, viêm bạch cầu trung tính và kết quả bất lợi thường đi kèm với nhiễm H. influenzae.

Về nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu của nghiên cứu hiện tại quan tâm đến việc xác định liệu sự trội của vi sinh vật trong hệ vi sinh đường thở có thể hoạt động như một đặc điểm có thể điều trị trong hen nặng hay không. Họ giả thuyết rằng sự thay đổi này chỉ được quan sát thấy ở đường thở dưới và do đó góp phần gây ra viêm bạch cầu trung tính kháng trị do giải phóng cytokine type-1.

Mẫu đờm và rửa mũi được lấy từ bệnh nhân hen nặng từ các nhóm Oxford và Wessex. DNA chiết xuất từ các mẫu này được kiểm tra bằng giải trình tự metagenome đọc dài, sau đó dữ liệu di truyền cấp độ loài được tích hợp với các thông số lâm sàng và proteomics đường thở.

Đáp ứng miễn dịch khác nhau

Người tham gia ở cả hai nhóm có dữ liệu nhân khẩu học, chức năng phổi và sử dụng corticosteroid dạng hít tương tự nhau. Corticosteroid đường uống phổ biến hơn ở nhóm Wessex, vì những cá nhân này được tuyển chọn trước khi thuốc sinh học thường xuyên được sử dụng.

Hen bạch cầu trung tính được xác định ở 25,5% bệnh nhân hen nặng, trong khi 39% có hen ít bạch cầu hạt. Người hút thuốc hiện tại chiếm 33% của nhóm nghiên cứu, với số năm hút thuốc trung bình dưới 10 gói-năm.

Chỉ những bệnh nhân hen nặng được đưa vào nhóm Oxford. Số lượng bạch cầu ái toan trong máu ban đầu cao được quan sát thấy ở những cá nhân này, với đờm có bạch cầu ái toan được báo cáo ở 36,7%.

Ở cả hai nhóm, kiểm soát bệnh thường kém ở bệnh nhân hen nặng.

Hồ sơ vi sinh vật khác nhau trong hen nặng

Trong nhóm Wessex, hệ vi sinh đờm tương tự giữa người khỏe mạnh và người bị hen nhẹ. Tuy nhiên, trong số 81 bệnh nhân hen nặng, hơn 23% hệ vi sinh thể hiện sự trội của một mầm bệnh hô hấp trong thời kỳ ổn định lâm sàng.

H. influenzae, M. catarrhalis, S. pneumoniae và P. aeruginosa là các loài trội trong mười, bốn, bốn và một mẫu, tương ứng. Sự trội của một mầm bệnh đơn lẻ bởi H. influenzae, M. catarrhalis, S. pneumoniae và T. whipplei liên quan đến hen bạch cầu trung tính, cùng với sự suy giảm Firmicutes, một dấu hiệu đã biết của kết quả kém.

Bệnh nhân hen bạch cầu ái toan có nhiều khả năng thể hiện sự phong phú cao hơn của M. catarrhalis, S. intermedius và V. parvula với sự phong phú thấp hơn của H. influenzae và S. pneumoniae. Hen ít bạch cầu hạt liên quan đến sự phong phú thấp hơn của M. catarrhalis, H. influenzae và T. whipplei.

Hen bạch cầu trung tính liên quan đến mức cytokine type 1 và protease cao hơn. Sự trội của H. influenzae dự đoán mức protein cation bạch cầu ái toan, elastase và IL-10 cao hơn, do đó gợi ý sự gián đoạn đáp ứng miễn dịch bình thường, tồn tại mầm bệnh và cải tạo đường thở.

Rothia mucilaginosa là vi khuẩn kỵ khí tùy nghi có thể phát triển mạnh ở mức oxy thấp hơn trong đường thở bị tắc nghẽn bởi chất nhầy. Sự phong phú tăng của vi sinh vật này được quan sát thấy trong hệ vi sinh không có sự trội của một mầm bệnh đơn lẻ.

Sự phong phú của Rothia mucilaginosa cũng liên quan đến mức IL-6 và tương quan nghịch với mức yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGF). FGF thúc đẩy cải tạo đường thở thông qua tăng sản cơ trơn và mạch máu, điều này bị giảm bởi điều trị kháng sinh.

Sử dụng phân tích Bayesian, H. influenzae và M. catarrhalis độc lập nhưng liên quan mạnh mẽ đến viêm đường thở type-1.

Không phải “một đường thở, một bệnh”

Hệ vi sinh và hồ sơ cytokine đường thở trên khác biệt đáng kể so với đường thở dưới.

Giả sử rằng mẫu rửa mũi và đờm đại diện cho hai vị trí này, tương ứng, đường thở trên phong phú S. epidermidis và S. aureus, trong khi đường thở dưới phong phú Firmicutes, chủ yếu là các loài Streptococcus. Mẫu rửa mũi thể hiện sự phong phú cao hơn của D. pigrum, M. catarrhalis và E. coli so với H. influenzae và H. parainfluenzae.

Azithromycin có hiệu quả trong điều trị cả kiểu hình bạch cầu trung tính và không bạch cầu trung tính của hen nặng, điều này có thể được quy cho sự trội của H. influenzae, M. catarrhalis và S. pneumoniae. Tuy nhiên, liệu pháp nhắm mục tiêu sau khi xác nhận đặc điểm này là quan trọng xét đến tình trạng kháng thuốc rộng rãi đối với kháng sinh này.

Kết luận

Nghiên cứu hiện tại là nghiên cứu đầu tiên kiểm tra hồ sơ hệ vi sinh đường thở ở cấp độ loài trên một mẫu lớn cá nhân bị hen nặng. Sự trội của một mầm bệnh đơn lẻ được quan sát thấy ở 20-30% những bệnh nhân này, phổ biến nhất là H. influenzae, cùng với xâm nhập bạch cầu trung tính và viêm type-1.

Khái niệm “một đường thở, một bệnh” không áp dụng cho hệ vi sinh đường thở trong hen nặng.

Các phát hiện của nghiên cứu cũng chứng minh tính khả thi của giải trình tự Nanopore để xác định sự trội của mầm bệnh trong thực hành y tế thông thường. Các ứng dụng trong tương lai của công nghệ này có thể hướng dẫn quản lý kháng sinh chính xác cho bệnh nhân hen nặng và các bệnh đường thở khác.

Bs Lê Đình Sáng, Dịch và tóm tắt

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

• Jabeen, M. F., Sanderson, N. D., Tine, M., et al. (2024). Species-level, metagenomic and proteomic analysis of microbe-immune interactions in severe asthma. Allergy. doi:10.1111/all.16269.