PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài trao đổi với sinh viên trong phòng thí nghiệm vi sinh. Ảnh: VTC News.

Trong phòng thí nghiệm vi sinh, một mẫu bệnh phẩm nhỏ có thể đặt ra câu hỏi lớn: vi khuẩn đang gây bệnh mang gen kháng loại kháng sinh nào? Câu trả lời đến sớm có thể giúp bác sĩ có thêm căn cứ lựa chọn hướng điều trị, đồng thời hỗ trợ bệnh viện nhận diện nguy cơ lây lan của những chủng vi khuẩn khó kiểm soát.

Đó là bài toán PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài cùng các cộng sự tại Trường Đại học Quốc tế, Đại học Quốc gia TP.HCM theo đuổi. Hướng nghiên cứu của nhóm là xây dựng quy trình phát hiện gen kháng kháng sinh của trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa trực tiếp từ mẫu lâm sàng bằng kỹ thuật PCR giọt kỹ thuật số, thường được viết tắt là ddPCR.

Theo dấu một vi khuẩn khó điều trị

Theo hồ sơ giới thiệu của Đại học Quốc gia TP.HCM, PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài sinh năm 1981, từng học tiến sĩ tại Khoa Y, Đại học Greifswald ở Đức. Sau các giai đoạn nghiên cứu tại Đài Loan, Bỉ và Mỹ, bà trở về Việt Nam, làm việc tại Khoa Công nghệ sinh học, Trường Đại học Quốc tế từ năm 2011.

PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài được giới thiệu là Phó Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Bệnh truyền nhiễm và trưởng nhóm nghiên cứu vi sinh y học của trường. Các hướng chuyên môn của bà gồm cơ chế kháng thuốc, độc lực vi khuẩn, hợp chất kháng khuẩn, ung thư và miễn dịch học.

Một đối tượng được nhóm nghiên cứu dành nhiều sự chú ý là Pseudomonas aeruginosa, còn gọi là trực khuẩn mủ xanh. Đây là vi khuẩn cơ hội có thể gây nhiễm trùng cấp tính hoặc mạn tính, đặc biệt đáng lưu ý trong môi trường chăm sóc y tế.

Trong danh sách vi khuẩn ưu tiên năm 2024, Tổ chức Y tế thế giới xếp Pseudomonas aeruginosa kháng carbapenem vào nhóm ưu tiên cao. WHO lưu ý rằng vi khuẩn này đặt ra thách thức đáng kể tại các cơ sở y tế và vẫn cần đầu tư cho nghiên cứu, phát triển cũng như các biện pháp phòng ngừa, kiểm soát.

Vấn đề kháng thuốc không chỉ nằm ở việc một loại kháng sinh mất tác dụng. Pseudomonas aeruginosa có thể sử dụng đồng thời nhiều cơ chế phòng vệ: tạo enzyme phá hủy thuốc, hạn chế thuốc đi qua màng tế bào, đẩy thuốc ra ngoài hoặc thay đổi cách biểu hiện các protein liên quan đến độc lực và khả năng thích nghi.

Trên Phụ nữ Mới, nghiên cứu về sự lan truyền gen kháng kháng sinh trong cộng đồng tại Ninh Bình cũng cho thấy bài toán kháng thuốc không dừng ở bệnh viện. Gen kháng thuốc có thể lưu chuyển giữa vi khuẩn và lan ra cộng đồng, khiến giám sát vi sinh trở thành một phần quan trọng của y tế dự phòng.

Chia mẫu xét nghiệm thành hàng nghìn giọt nhỏ

PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài, bên phải, nghiên cứu mẫu trong phòng thí nghiệm. Ảnh: Giáo dục và Thời đại.

 Với phương pháp nuôi cấy và làm kháng sinh đồ, phòng xét nghiệm theo dõi khả năng phát triển của vi khuẩn khi tiếp xúc với thuốc. Cách làm này cung cấp thông tin thiết yếu về kiểu hình nhạy hoặc kháng thuốc, nhưng cần thời gian để vi khuẩn phát triển.

Hướng tiếp cận của nhóm PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài là tìm dấu vết di truyền của khả năng kháng thuốc ngay trong mẫu bệnh phẩm. Kỹ thuật ddPCR phân chia hỗn hợp phản ứng thành rất nhiều giọt nhỏ. Mỗi giọt hoạt động như một phản ứng riêng biệt; tín hiệu dương tính và âm tính sau đó được dùng để định lượng mục tiêu di truyền, kể cả khi mục tiêu xuất hiện với nồng độ thấp.

Nếu xây dựng và thẩm định được một quy trình phù hợp, kỹ thuật này có thể rút ngắn đường đi tới thông tin về một số gen kháng thuốc đã xác định trước. Kết quả có thể hỗ trợ bác sĩ đánh giá nguy cơ và giúp cơ sở y tế chủ động hơn trong kiểm soát nhiễm khuẩn.

Tuy vậy, xét nghiệm gen không tự động thay thế kháng sinh đồ. Sự hiện diện của một gen chưa phải lúc nào cũng phản ánh đầy đủ mức độ biểu hiện của gen đó hoặc tác động phối hợp giữa nhiều cơ chế kháng thuốc. Một xét nghiệm phân tử cũng chỉ phát hiện được những mục tiêu đã được thiết kế trong bộ phản ứng. Vì thế, dữ liệu di truyền cần được đọc cùng kết quả vi sinh, biểu hiện lâm sàng và các thông tin điều trị khác.

Đề tài đang ở đâu?

Mục tiêu: Phát triển quy trình phát hiện một số gen kháng kháng sinh của Pseudomonas aeruginosa trực tiếp từ mẫu lâm sàng bằng ddPCR.

Giá trị dự kiến: Bổ sung thông tin sớm cho chẩn đoán kháng thuốc, kiểm soát nhiễm khuẩn và nghiên cứu dịch tễ.

Điều chưa được xác nhận công khai: Các nguồn được rà soát đến ngày 15/9/2026 chưa cho thấy một bộ xét nghiệm hoàn chỉnh đã vượt qua thẩm định lâm sàng hoặc được cấp phép sử dụng thường quy. Vì vậy, chưa nên gọi đây là sản phẩm đã sẵn sàng cho bệnh viện.

Từ thay đổi của protein đến tín hiệu của gen

Hướng nghiên cứu xét nghiệm không xuất hiện tách rời khỏi nghiên cứu cơ bản. Trong một công trình đăng trên tạp chí Proteome Science năm 2023, PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài và các cộng sự khảo sát phản ứng protein của Pseudomonas aeruginosa khi tiếp xúc với ceftazidime và meropenem ở nồng độ dưới mức ức chế tối thiểu.

Nhóm cho vi khuẩn tiếp xúc với từng kháng sinh trong 14 ngày, sau đó tiếp tục nuôi trong môi trường không có kháng sinh. Kết quả cho thấy khoảng 10% hệ protein của vi khuẩn thay đổi. Những biến động được ghi nhận không chỉ liên quan đến cơ chế kháng thuốc mà còn xuất hiện ở các protein gắn với chuyển hóa, màng tế bào và độc lực.

Đáng chú ý, nhóm quan sát thấy sự gia tăng của beta-lactamase AmpC và sự suy giảm của protein kênh màng OprD trong phản ứng với cả hai kháng sinh. Công trình không phải là thử nghiệm của quy trình ddPCR trên bệnh nhân, nhưng cung cấp thêm nền tảng để hiểu vì sao kháng thuốc ở trực khuẩn mủ xanh là một hệ thống phức tạp, không thể thu gọn vào một chỉ dấu duy nhất.

Phần đóng góp tác giả của bài báo cho biết PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài cùng một cộng sự thiết kế nghiên cứu, phân tích dữ liệu và chỉnh sửa bản thảo. Các thành viên khác phụ trách thí nghiệm với từng loại kháng sinh, xử lý dữ liệu và tạo dữ liệu proteomics. Cách phân công này cho thấy kết quả là sản phẩm của một nhóm liên ngành, thay vì thành tựu riêng của một cá nhân.

Bài toán thiết bị và những phòng thí nghiệm dùng chung

PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài, thứ tư từ trái sang, trong lễ trao Giải thưởng L’Oréal–UNESCO năm 2023. Ảnh: Báo Xây dựng.

Theo chia sẻ được Đại học Quốc gia TP.HCM đăng lại, PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài từng phải sử dụng phòng thí nghiệm chung và dựa vào thiết bị của đối tác để thực hiện một số nghiên cứu. Riêng ddPCR đòi hỏi khoản đầu tư ban đầu đáng kể, trong khi đơn vị chưa có đầy đủ máy móc chuyên dụng.

Chi tiết này hé lộ một phần ít được nhắc tới của nghiên cứu ứng dụng. Một ý tưởng tốt chưa đủ để trở thành quy trình xét nghiệm. Nhóm nghiên cứu còn phải có mẫu bệnh phẩm thích hợp, thiết kế mục tiêu gen, kiểm soát chất lượng, đánh giá độ nhạy và độ đặc hiệu, so sánh với phương pháp chuẩn, kiểm tra khả năng lặp lại rồi mới có thể bàn tới triển khai thực tế.

Năm 2024, PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài từng dự tính quá trình đưa nghiên cứu vào ứng dụng cộng đồng có thể mất khoảng năm năm hoặc lâu hơn. Đây là ước lượng của nhà khoa học tại thời điểm trả lời báo chí, không phải mốc cam kết một sản phẩm sẽ hoàn thành.

Điều đáng chú ý trong lựa chọn của bà không phải một lời hứa về “kit chẩn đoán tức thì”, mà là sự kiên trì nối nghiên cứu cơ chế với một nhu cầu cụ thể của bệnh viện. Cùng hướng quan tâm tới kháng sinh, bài viết PGS.TS Nguyễn Thị Kiều Oanh tìm chất hỗ trợ kháng sinh phản ánh một nhánh khác của cùng bài toán: tìm cách làm thuốc hiện có hoạt động hiệu quả hơn.

Giá trị nằm ở một quy trình có thể kiểm chứng

PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài đã có hơn một thập niên làm việc tại Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh y học. Hình ảnh bà trao đổi với sinh viên bên bàn thí nghiệm cho thấy một phần khác của công việc khoa học: mỗi dự án đồng thời là nơi đào tạo người biết đặt câu hỏi, làm thí nghiệm và đọc dữ liệu một cách thận trọng.

Trong y học, tốc độ chỉ có ý nghĩa khi đi cùng độ tin cậy. Một tín hiệu gen xuất hiện sớm có thể hữu ích, nhưng giá trị lâm sàng phải được chứng minh bằng dữ liệu trên mẫu bệnh phẩm thực, qua nhiều vòng kiểm tra và đối chiếu.

Bởi vậy, đóng góp đáng theo dõi trong hướng nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hoài là nỗ lực xây chiếc cầu từ hiểu biết về cơ chế kháng thuốc đến một quy trình có thể kiểm chứng. Nếu cây cầu ấy được hoàn thiện, lợi ích không chỉ nằm ở một thiết bị hoặc một bộ xét nghiệm, mà còn ở năng lực chủ động nghiên cứu những tác nhân kháng thuốc đang hiện diện tại chính các cơ sở y tế Việt Nam.