Tiến Bộ Trong Chẩn Đoán Phân Tử: Bước Đột Phá Trong Việc Phát Hiện Bệnh

Lĩnh vực chẩn đoán phân tử đã có những tiến bộ đáng kể, làm thay đổi cách phát hiện và chẩn đoán bệnh. Trong khi các phương pháp chẩn đoán truyền thống thường thiếu sự chính xác, thời gian trả kết quả lâu, thì sự xuất hiện của phương pháp chẩn đoán phân tử giúp các nhà lâm sàng có cơ hội tiếp cận các công cụ mạnh mẽ để phân tích trực tiếp các vật liệu di truyền. Ví dụ, chẩn đoán phân tử dựa trên kỹ thuật nhân bản Nucleic Acid (NAA) có thể xác định trực tiếp các tác nhân gây bệnh và phát hiện sự kháng thuốc hoặc một số khía cạnh về bệnh lý, từ đó tăng cường độ nhạy và độ đặc hiệu trong việc phát hiện bệnh.

Các tiến bộ gần đây trong chẩn đoán phân tử

Phản Ứng Chuỗi Polyme (PCR): Sử dụng PCR, một lượng nhỏ vật liệu di truyền của tác nhân gây bệnh trong mẫu lâm sàng có thể được nhân bản thành hàng triệu bản sao DNA hoàn toàn giống nhau. PCR ứng dụng trong việc chẩn đoán các loại virus, vi khuẩn, ký sinh trùng và nấm. Các nhiễm trùng như herpesvirus (HSV, VZV, CMV, EBV), enterovirus, parvovirus, virus hô hấp, SARS-CoV và poxvirus, cũng như kiểm tra tổng quát hoặc cụ thể các vi khuẩn, bao gồm Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae, Bordetella pertussis và Borrelia spp., thường được phát hiện bằng PCR định tính.

Phản Ứng Chuỗi Ligase (LCR): LCR là một biến thể của PCR. Phương pháp này thường được sử dụng để chẩn đoán Chlamydia trachomatis trong nước tiểu và phân tích mẫu cổ tử cung. Sử dụng nguyên lý nhân bản dựa trên LCR, phương pháp này có thể phát hiện đa kiểu gen (multiplex genotyping) với quy trình đơn giản, độ nhạy và độ đặc hiệu cao với chi phí thấp. 

PCR đa mồi (Multiplex PCR): Multiplex PCR có thể nhân bản nhiều trình tự mục tiêu bằng cách thêm nhiều cặp primer trong cùng một phản ứng. Phương pháp này giúp phát hiện và xác định nhiều tác nhân gây bệnh khác nhau. 

PCR kỹ thuật số vi giọt (Digital PCR): Điểm khác biệt giữa kỹ thuật Digital PCR và  PCR truyền thống ở các đặc điểm như: nhạy hơn, chính xác hơn, hiệu quả hơn so với các kỹ thuật PCR truyền thống. Kỹ thuật này phù hợp cho việc định lượng Nucleic Acid, các tác nhân có nồng độ thấp, biến thể allelic (SNP).

Kỹ thuật Microarrays: Các công nghệ được sử dụng trong các phòng thí nghiệm vi sinh vật học lâm sàng được cho là đang phụ thuộc nhiều vào công nghệ Microarray DNA và Microarray huyết thanh học. Công nghệ Microarray đang phát triển nhanh chóng để phát hiện các mô hình hoạt động của gen, và cung cấp sự hiểu biết về vai trò, hoạt động của gen. 

Kỹ thuật Genotyping: Phân loại gen thường được sử dụng trong dịch tễ học phân tử, phát hiện chủng nguy cơ cao, và phát hiện kháng kháng sinh. Các vị trí gen khác nhau có thể liên quan đến một căn bệnh; do đó, phân tích cần phải linh hoạt và chính xác. Các công cụ phân tích dữ liệu kiểu gen có thể kiểm tra cho hàng triệu dấu ấn và đầu dò,  tìm các mẫu ngoại lai và tiết lộ các tác động chức năng của biến dị di truyền. 

Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS): Với công nghệ NGS, quá trình xác định toàn bộ gen, vùng gen, v.v. ít tốn thời gian, đơn giản hơn và giá thành phải chăng hơn. NGS được sử dụng trong nhiều ứng dụng bao gồm chẩn đoán lâm sàng, nghiên cứu và pháp y.

Chẩn Đoán Dựa Trên CRISPR (CRISPR-based Diagnostics): Công nghệ này giúp phát hiện sự hiện diện của các chuỗi DNA nhất định, bên cạnh đó cũng phát hiện sự vắng mặt của các đột biến gen cụ thể. Công nghệ này sử dụng CRISPR-Cas9, một công cụ chỉnh sửa gen đặc biệt, để cắt DNA tại các vị trí khác nhau. 

Xét Nghiệm tại chỗ (Point-of-Care Testing) 

Các tiến bộ trong chẩn đoán phân tử thúc đẩy sự phát triển của các nền tảng xét nghiệm nhanh và xét nghiệm tại chỗ (POCT). Các phương pháp chẩn đoán truyền thống thường yêu cầu mẫu bệnh được gửi đến phòng thí nghiệm trung tâm để phân tích, dẫn đến sự chậm trễ trong việc thu thập kết quả. Các thiết bị POCT phân tử, mặt khác, có thể cung cấp thời gian thực, xét nghiệm tại chỗ, cho phép chẩn đoán ngay lập tức và quyết định điều trị kịp thời. Ví dụ: 

• Các thiết bị POCT phân tử, chẳng hạn như các hệ thống dựa trên PCR hoặc xét nghiệm nhân bản đẳng nhiệt (ví dụ, LAMP), có khả năng phát hiện nhanh chóng và chính xác các mầm bệnh do vi khuẩn hoặc virus gây viêm họng. Các xét nghiệm này có thể xác định vật liệu di truyền cụ thể (DNA hoặc RNA) của các tác nhân gây bệnh, cho phép chẩn đoán chính xác.
• Xét nghiệm POCT để phân tích nước tiểu bằng xét nghiệm que nhúng là một phương pháp nhanh chóng và thuận tiện để sàng lọc và theo dõi bệnh thận, đường tiết niệu và chẩn đoán nhiễm trùng đường tiểu với thời gian cho kết quả khoảng vài phút. 
• Xét nghiệm POCT – định tích lipid, đánh giá nhanh mức lipid của một cá nhân góp phần quan trọng để đánh giá sức khỏe tim mạch và xác định các cá nhân có nguy cơ mắc các bệnh như xơ vữa động mạch và bệnh tim.
• Các thiết bị POCT khác như theo dõi đường huyết và xét nghiệm thử thai tại nhà được sử dụng nhiều nhất trong các xét nghiệm tại chỗ.

Những thách thức trong tương lai

Trong khi những tiến bộ trong chẩn đoán phân tử rất hứa hẹn, một số thách thức trong tương lai cần được giải quyết. Thứ nhất, việc áp dụng và tích hợp chẩn đoán phân tử vào thực hành lâm sàng thông thường đòi hỏi cơ sở hạ tầng phù hợp, đào tạo các chuyên gia chăm sóc sức khoẻ và nghiên cứu hiệu quả chi phí.

Ngoài ra, khi các công nghệ tiếp tục phát triển, tiêu chuẩn hoá và kiểm soát chất lượng trở nên rất quan trọng. Đảm bảo rằng các xét nghiệm chẩn đoán phân tử có độ chính xác, có thể tái tạo và đáng tin cậy trong các phòng xét nghiệm khác nhau là điều cần thiết để triển khai và chấp nhận rộng rãi.

Hơn nữa, ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học trong chẩn đoán phân tử có tiềm năng to lớn trong phân tích dữ liệu, giải thích và dự đoán kết quả bệnh. Các thuật toán AI có thể hỗ trợ xác định mô hình, tương quan và mô hình dự đoán hỗ trợ chẩn đoán bệnh, lựa chọn điều trị và tiên lượng.

Những tiến bộ trong chẩn đoán phân tử cung cấp cho các chuyên gia chăm sóc sức khoẻ các công cụ có độ nhạy, độ đặc hiệu cao và nhanh chóng để chẩn đoán chính xác bệnh lý.Bên cạnh đó, các nền tảng POCT phát triển nhanh chóng đã cách mạng hóa lĩnh vực này. Khi các công nghệ tiếp tục phát triển và các rào cản được khắc phục, tương lai của chẩn đoán phân tử đầy hứa hẹn, với tiềm năng cách mạng hóa việc phát hiện bệnh, cải thiện kết quả và cuối cùng là cứu sống bệnh nhân.

 Nguồn: www.netscribes.com