"Cây đũa thần" PCR có mặt ở khắp nơi

Chủ nhật, 04 Tháng bảy 2004, 02:37 GMT+7
  • Được phát minh từ năm 1985 và được thừa nhận chính thức từ năm 1993 qua Giải thưởng Nobel cho Kary Mullis - người phát minh ra nó, PCR (phản ứng chuỗi polymerase, hiểu nôm na là một kỹ thuật nhân bản gien nhiều lần) hiện đang được ứng dụng rộng khắp tại Việt Nam.

    Năm 1988, trong một lần đi dự hội nghị ở nước ngoài, GS Lê Đình Lương (Trung tâm Công nghệ Sinh học - ĐH Quốc gia Hà Nội) nghe nhiều nhà khoa học nước bạn rất trầm trồ về PCR - một loại kỹ thuật mới trong công nghệ gien. Muốn tiếp cận với kỹ thuật này, ông đã tự bỏ tiền túi của mình để mua một chiếc máy PCR. Từ chiếc máy PCR đầu tiên ở Việt Nam, đến nay, sau 15 năm nghiên cứu thử nghiệm, PCR đã trở thành một công cụ hữu hiệu trong chẩn đoán bệnh, xét nghiệm để phát hiện các vi sinh vật có hại trong thực phẩm, thủy sản...

    Xác định quan hệ huyết thống: Đạt chính xác 99,9%

    "Cay dua than" PCR co mat o khap noi
    Máy PCR. (Ảnh: Thu Thảo)

    Ngay từ những ngày đầu, với nguồn kinh phí ít ỏi, GS Lê Đình Lương và các cộng sự đã tự bỏ tiền túi để nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này trong việc xác định quan hệ huyết thống. Đến năm 2000, với đề tài "Xác định nhanh, chính xác các đặc trưng cá thể ở người bằng kỹ thuật PCR", ông đã thuyết phục được cơ quan quản lý khoa học cấp Nhà nước và đã được đầu tư năm tỷ đồng để mua trang thiết bị. Đến nay, Phòng Di truyền Phân tử thuộc Trung tâm Công nghệ Sinh học (ĐHQG Hà Nội) đã có thể ứng dụng PCR để tìm bệnh ung thư, dự báo bệnh ung thư cho người và các thế hệ con cái của họ. Ngoài ra, kỹ thuật PCR còn được xác định ngay từ trong bào thai có mang bệnh di truyền như teo cơ, thiếu máu bẩm sinh hay không.

    PCR (Polemerase Chain Reaction, phản ứng chuỗi polymerase) là một kỹ thuật nhằm tạo ra một lượng lớn bản sao DNA (vật chất di truyền) mục tiêu trong ống nghiệm dựa vào các chu kỳ nhiệt. Bằng việc ứng dụng kỹ thuật PCR, từ một lượng khuôn DNA rất nhỏ như: một giọt máu, một sợi tóc hay một tế bào... có thể khuếch đại chính xác, trật tự một lượng lớn lên đến hàng triệu bản nhằm phục vụ cho các quá trình khảo sát trong phản ứng. Trong công nghệ sinh học, PCR được sử dụng trong việc lập bản đồ gien, phát hiện gien, dòng hóa gien, giải mã trình tự ADN...

    GS Lê Đình Lương cho biết: Kỹ thuật PCR đã khẳng định tính ưu việt của nó trong nhiều lĩnh vực. Riêng đối với việc ứng dụng kỹ thuật PCR để xác định quan hệ huyết thống, độ chính xác đạt đến 99,9%. Với các mẫu máu, tóc, nước bọt ở các cá thể khác nhau, dùng PCR có thể tìm ra các tính trạng chung ở các cá thể có cùng huyết thống. Nếu có đủ mẫu (bố, mẹ, con), việc xác định mối quan hệ huyết thống chỉ mất khoảng 48 giờ. Nếu chỉ có hai mẫu (con và bố chẳng hạn), thời gian sẽ chậm hơn nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác cao.

    GS Lương cho biết: Có đến vài chục trường hợp Tòa án yêu cầu Phòng Di truyền Phân tử giám định huyết thống cha và con để có các bằng chứng xét xử. Nguyên do là có nhiều người chồng ra Tòa đòi ly dị vợ với lập luận là con do vợ đẻ ra không phải là... con mình. Các xét nghiệm về cấu trúc di truyền bằng kỹ thuật PCR cho kết quả ngược lại: đứa con do vợ đẻ ra là con ruột của chồng. Dựa vào kết quả xét nghiệm, Tòa đã xử chồng thua kiện, người phụ nữ đã khẳng định được danh dự của mình. Cũng có trường hợp người Việt ở nước ngoài về quê hương để tìm anh em ruột thịt bị lưu lạc từ nhỏ. Tìm chỉ một nhưng có đến vài người cùng nhận là người thân. Tối đa là một tuần xét nghiệm huyết thống, có thể khẳng đinh ai là người thật, có cùng huyết thống với người kia.

    "Cay dua than" PCR co mat o khap noi
    Nhân viên Phòng PCR thuộc Labo vi sinh thực phẩm, Viện Vệ sinh Y tế Công cộng kiểm tra mẫu thực phẩm để tìm samonia - vi khuẩn gây bệnh thương hàn. (Ảnh: Thu Thảo)

    Chi phí cho một lần xét nghiệm, tùy số mẫu cá thể, sẽ có giá khoảng 1-1,5 triệu đồng. So với việc xét nghiệm quan hệ huyết thống ở nước ngoài, giá thành cho một lần xét nghiệm giảm hơn 30% (giá một xét nghiệm huyết thống tại Mỹ là 250-500 USD). Hiện nay, Trung tâm Công nghệ Sinh học có ba máy PCR (gồm cả chiếc máy đầu tiên do GS Lương mua), mỗi ngày có thể thực hiện được 200 trường hợp xác định quan hệ huyết thống.

    Chẩn đoán bệnh: Nhanh cấp kỳ, và... rẻ!

    Trong khi đó, tại TP.HCM, từ năm 1996, trường ĐH Y Dược TP.HCM đã được tặng một chiếc máy PCR khá hiện đại. Khi đó, các nhà khoa học mới có dịp trực tiếp tiếp cận với kỹ thuật này. Cùng thời điểm đó, một bệnh nhân ngoài 70 tuổi, là mẹ ruột của một giám đốc bệnh viện lớn, xét nghiệm nước tiểu bị nghi ung thư thận. Bác sĩ yêu cầu phải mổ ngay. TS Phạm Hùng Vân, giảng viên bộ môn Vi sinh kể lại: "Khi đó, chúng tôi đã thử ứng dụng kỹ thuật PCR trong tìm bệnh, kết quả cho thấy bệnh nhân không bị ung thư thận như chẩn đoán mà bị bệnh lao. Người bệnh nhờ vậy đã tránh được... một ca mổ oan, được điều trị đúng bệnh và vẫn sống đến nay".

    "Cay dua than" PCR co mat o khap noi
    Tác giả phát minh PCR: Kary Mullis

    PCR được nhà khoa học người Mỹ Kary Mullis phát minh vào năm 1985 khi chỉ là một nhà hóa sinh học bình thường, làm việc trong một phòng thí nghiệm nhỏ. Ý tưởng phát minh xuất hiện khi ông lái xe qua một vùng đồi núi mà đầu óc cứ miên man suy nghĩ về công trình nhân bản ADN do ông đang làm tại phòng thí nghiệm, rồi ông chạy lố đường nên phải lùi xe về lối cũ. Khi lùi xe, ông phát hiện... hai làn bánh xe mới tách khỏi hai làn bánh xe cũ. Hình ảnh này chợt làm lóe sáng ý tưởng dùng nhiệt độ tách sợi đôi ADN thành hai mạch đơn. Phát minh PCR được ra đời từ đó!

    Kary Mullis lập tức nổi tiếng trong giới khoa học thời bấy giờ. Tám năm sau, phát minh này đã đem lại cho tác giả một giải Nobel hóa học (1993). Trong lịch sử y học, lần đầu tiên có một nhà khoa học đạt được kỳ tích như vậy sau chỉ tám năm từ khi phát minh.

    Trong lĩnh vực công nghệ di truyền, trước khi có PCR, để có thể nhân bản được một đoạn gien, các nhà khoa học trước hết phải phân lập và thuần khiết được đoạn gien này từ một khối lượng lớn tế bào đích, sau đó chèn đoạn gien vào một vec-tơ, rồi chuyển thể vec-tơ tái tổ hợp này vào tế bào mang là vi khuẩn hay nấm men để nhờ đó nhân bản đoạn gien nhờ sự nhân đôi liên tục của tế bào mang. Công việc này kéo dài trong nhiều tháng và đôi khi lên đến hàng năm vì phải dùng các kỹ thuật sinh học phân tử khá phức tạp và công phu.

    Với PCR, các nhà nghiên cứu chỉ cần trích DNA từ một số lượng rất ít của tế bào đích rồi cho vào ống nghiệm có chứa cặp mồi đặc hiệu cho trình tự hai đầu đoạn gien và có đầy đủ các thành phần phản ứng. Sau đó, cho ống nghiệm vào máy luân nhiệt rồi chạy chương trình chu kỳ nhiệt độ. Chỉ sau vài giờ, các nhà nghiên cứu đã có trong tay hàng tỷ bản sao của đoạn gien!

    Nhận thấy tiềm năng của PCR trong việc ứng dụng chẩn đoán bệnh, nhóm nghiên cứu đã lao vào làm việc ngày đêm. Mục tiêu đặt ra là ứng dụng PCR trong chẩn đoán viêm gan siêu vi B và viêm gan siêu vi C. TS Hùng Vân cho biết: Rất nhiều thí nghiệm làm đi làm lại vẫn cho ra các kết quả khác nhau, lúc thì cho ra âm tính, lúc thì cho ra dương tính. Có lần, tưởng đã tìm ra kết quả khi thấy đèn điện di báo sáng, mọi người trong phòng hí hửng reo hò. Thế nhưng khi kiểm tra kết quả thì... vẫn không đúng!

    Không nản, mọi người lại hì hục làm và thử nghiệm... Cuối cùng, nhóm nghiên cứu thành công trong việc đưa kỹ thuật PCR vào chẩn đoán viêm gan siêu vi B và viêm gan siêu vi C. Trước đây, muốn biết chính xác về nhiễm bệnh viêm gan siêu vi B và C, các phòng thí nghiệm chỉ còn cách gửi mẫu qua Singapore và Thái Lan để làm xét nghiệm. Mỗi lần như vậy, phải chờ cả tháng trời mới có kết quả, chi phí cho mỗi mẫu xét nghiệm lên đến 100 USD cho một lần xét nghiệm. Khi ứng dụng kỹ thuật này tại TP.HCM, giá mỗi lần xét nghiệm chỉ từ 150.000-300.000 đồng và chỉ mất 4 giờ là có thể biết kết quả. Kỹ thuật này đã được chuyển giao tại nhiều đơn vị y tế ở TP.HCM như Medic, Trung tâm Lao và Bệnh phổi Phạm Ngọc Thạch, BV Nhi Đồng I, BV đa khoa Vạn Hạnh, BV Hoàn Mỹ, và ở một số đơn vị ở các địa phương khác: BV đa khoa Cần Thơ, BV Long An, BV Quy Nhơn,...

    Sử dụng kỹ thuật PCR để phát hiện nhanh nhóm vi khuẩn gây bệnh trong dịch não tủy cũng là đề tài nghiên cứu khoa học của các cán bộ trẻ Khoa Sinh, trường ĐH Khoa học Tự Nhiên TP.HCM. ThS Nguyễn Hoàng Chương, chủ nhiệm đề tài cho biết: Tới nay, ở Việt Nam, việc chẩn đoán viêm màng mủ não chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp soi, nuôi cấy và định danh. Các bác sĩ vẫn phải dựa vào các triệu chứng lâm sàng, sinh hóa để chẩn đoán bệnh. Tuy nhiên, dù riêng rẻ hay phối hợp, các biện pháp này đều không thể chẩn đoán bệnh nhanh, kịp thời và chính xác. Thay vì phải mất từ 12 đến 24 giờ để chẩn đoán bệnh thì nay, chỉ cần chạy PCR với một lượng nhỏ mẫu dịch não, trong vòng 6 giờ là đã có kết quả.

    Ngoài ra, các giảng viên trong Khoa đã nghiên cứu và tạo ra các bộ kit PCR dùng để phát hiện các loại vi khuẩn gây bệnh trên thực phẩm, bộ kit phản ứng PCR dùng để phát hiện virus gây bệnh đốm trắng ở tôm sú.

    Ở Viện Vệ sinh Y tế Công cộng, chẩn đoán PCR được dùng để chẩn đoán Samonia - vi khuẩn gây bệnh thương hàn có trong các sản phẩm tươi sống như thịt, sữa, cá... Kỹ thuật này giúp phòng thí nghiệm về vi sinh thực phẩm đánh giá chất lượng thực phẩm nhanh chóng hơn.

    PCR? Dân nuôi tôm, ai cũng biết!

    Trước khi có Phòng thí nghiệm PCR, nông dân nuôi tôm dựa vào kinh nghiệm: Mỗi khi tôm có bệnh, nếu không phát hiện kịp thời thì có thể mất trắng vụ. Bệnh đốm trắng là bệnh thường gặp nhất ở tôm, bệnh này thường lây lan rất nhanh, chỉ năm - bảy ngày sau khi tôm nhiễm virus là "rớt đáy" ngay. Tôm nhiễm bệnh chết bị chìm xuống đáy nên rất khó phát hiện, đến khi cả đầm tôm cùng bị nhiễm thì hết cách chữa.


    "Cay dua than" PCR co mat o khap noi
    Máy luân chuyển nhiệt độ theo chu kỳ để nhân bản đoạn DNA. (Ảnh: Thu Thảo)

    "Mới tháng trước, anh Nguyễn Văn Quân, một nông dân nuôi tôm ở Gò Công Đông, hớt hải đến Phòng thí nghiệm PCR, mang theo những con tôm mình nổi đốm trắng nhờ xét nghiệm xem tôm có bị bệnh không. Sử dụng PCR chạy mẫu cho kết quả chạy âm tính, tôm không nhiễm bệnh. Anh Quân vui mừng cảm ơn rối rít vì trước đó, anh cứ lo tôm bệnh, phải thu hoạch sớm..." - kỹ sư Nguyễn Minh Hiếu, trưởng Phòng thí nghiệm PCR huyện Gò Công Đông (Tiền Giang) kể.

    Năm 2003, Chi cục Bảo vệ Nguồn lợi Thủy sản tỉnh Tiền Giang đã đầu tư hơn 300 triệu đồng để xây dựng Phòng thí nghiệm PCR để chẩn đoán bệnh cho tôm. Trụ sở của Phòng đặt tại huyện Gò Công Đông do nơi đây có diện tích mặt nước dùng để nuôi trồng tôm sú lớn nhất tỉnh (3.000ha). Kỹ thuật PCR không chỉ giúp chẩn đoán phát hiện kịp thời bệnh đốm trắng và còi tôm mà còn phục vụ công tác quản lý mặt nước của vùng. Hầu hết nông dân nuôi tôm công nghiệp đều biết đến kỹ thuật này.

    Giá để xét nghiệm đồng thời hai loại bệnh tôm còi và đốm trắng trên tôm sú ở Phòng thí nghiệm PCR Gò Công Đông là 170.000 đồng. Kỹ sư Hiếu cho biết: Vào mùa thả con giống, Phòng thí nghiệm phải làm việc liên tục 16 tiếng trong một ngày!

    Ngày nay, hầu hết các Trung tâm Khuyến ngư và các Chi cục Bảo vệ Nguồn lợi thủy, hải sản, kể cả các đơn vị tư nhân và nhà nước, đều có trang bị phòng thí nghiệm PCR. Kết quả xét nghiệm này ngày càng trở nên hữu dụng trong khâu chọn giống tôm cũng như ngăn ngừa bệnh tật.

    Kỹ sư Mã Chí Thọ, trưởng Phòng thí nghiệm PCR huyện Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng cho biết: Hễ là nông dân nuôi tôm, ai cũng biết đến xét nghiệm PCR. Cứ đến kỳ kiểm tra là người ta tự đem mẫu đến Phòng để xét nghiệm, không cần phải kêu gọi hay nhắc nhở! Do việc xét nghiệm PCR để tìm virus gây bệnh đốm trắng, đầu vàng, tôm còi cho kết quả nhanh và chính xác, giá thành lại không quá đắt (giá PCR dùng để chạy kiểm tra một mẫu bệnh là 120.000 đồng), nên người nông dân tỏ ra rất tin cậy. Từ lúc huyện Vĩnh Châu đầu tư 300 triệu đồng vào năm 2001 để xây dựng Phòng thí nghiệm này, người nông dân an tâm hơn trong sản xuất, năng suất nuôi trồng nhờ vậy đã tăng cao...

    Phát hiện nhanh bệnh lạ

    "Cay dua than" PCR co mat o khap noi
    Cán bộ nghiên cứu thuộc Viện Vệ sinh Y tế Công cộng pha trộn hóa chất - khâu quan trọng của ứng dụng kỹ thuật PCR. Mỗi phản ứng PCR dùng 10-25 µl (micro lit) hóa chất. (Ảnh: Thu Thảo)

    Cuối tháng Tư vừa qua, một số người dân ở Long An bị một căn bệnh "lạ": Da tự nhiên nổi những mụn đỏ từng chùm, mụn có nước, nong và dễ vỡ. Các bác sĩ không tìm được nguyên nhân gây bệnh. Sáu mẫu bệnh lạ nói trên đã được gửi đến trường ĐH Y Dược TP.HCM. Bằng kỹ thuật PCR trong Phòng thí nghiệm với bộ kit thử virus Herpes do nhà trường nghiên cứu tạo ra, đã phát hiện 5/6 mẫu bệnh phẩm bị nhiễm virus Herpes (virus gây ra bệnh mụn giộp).

    Trước nguy cơ bùng phát dịch cúm gia cầm, cuối tháng 6/2004 vừa qua, Công ty Nam Khoa - một công ty tư nhân về công nghệ sinh học, đã đưa ngay bộ thử nghiệm PCR để phát hiện virus H5N1 vào thị trường với giá 150.000 đồng/bộ. Thời gian thử nghiệm đến cho ra kết quả chỉ mất 4 giờ, độ chính xác cao. Để làm được điều này, Công ty đã tự bỏ vốn để mua nhiều thiết bị hiện đại như máy chụp hình gien (trị giá 14.000 USD), máy PCR (65.000 USD), máy điện di DNA (32.000 USD),... TS Phạm Hùng Vân, cố vấn khoa học của Công ty cho biết: "Nhận thức được tiềm năng và sự cần thiết nhân rộng việc ứng dụng PCR trong các lĩnh vực khác nhau của y - sinh học, đầu năm 2000, một số nhà khoa học tại TP.HCM đã góp vốn để lập ra Công ty Công nghệ Sinh học Nam Khoa (Nam Khoa là từ ghép của cụm từ "khoa học Việt Nam"). Công việc chính của công ty là nghiên cứu và sản xuất ra các bộ thử nghiệm vi sinh - miễn dịch sinh học phân tử cung cấp cho các phòng thí nghiệm tại bệnh viện, viện nghiên cứu, trường đại học...".

    Trong lĩnh vực PCR, Nam Khoa sản xuất và cung cấp cho các phòng thí nghiệm lâm sàng các bộ thử nghiệm PCR (bộ kit) để phát hiện các virus gây bệnh cho người như: lao, viêm gan B, viêm gan C, sốt xuất huyết, u nhú (virus Human Pailloma), mụn giộp (virus Herpes). Ngoài ra, để giúp các phòng thí nghiệm có thể ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến trong lĩnh vực PCR, Công ty còn sản xuất các bộ thử nghiệm real-time PCR, PCR-ELISA để giúp phát hiện và định lượng virus viêm gan B, viêm gan C. Các bộ thử nghiệm này dễ sử dụng, có độ nhạy cao, các phòng thí nghiệm bình thường vẫn có thể sử dụng được.

    "Cay dua than" PCR co mat o khap noi
    Bộ kit phát hiện bệnh đốm trắng ở tôm, do Phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học Phân tử ĐH Khoa học Tự nhiên TP.HCM nghiên cứu và làm ra. (Ảnh: Đỗ Anh Tuấn)
    Trường ĐH Khoa học Tự Nhiên TP.HCM cũng đã nghiên cứu và dùng kỹ thuật PCR phát hiện nhanh các sinh vật gây bệnh trong mẫu thực phẩm. Theo ThS Đỗ Anh Tuấn, thành viên của nhóm nghiên cứu, trước đây việc phát hiện các vi sinh vật gây bệnh chủ yếu dựa vào các phương pháp vi sinh và sinh hóa, khá tốn kém vì đòi hỏi nhiều thao tác kỹ thuật phức tạp, trong khi thời gian để phát hiện bệnh là khá chậm. Đối với nhưng nơi chế biến thủy hải sản, muốn kiểm tra vi sinh vật gây bệnh thì phải mất ba - bốn ngày xét nghiệm, khiến cho thời gian bảo quản kéo dài, làm tăng giá thành sản phẩm. Sử dụng kỹ thuật PCR, thời gian xét nghiệm nay chỉ cần 4 giờ là có thể cho kết quả. Ngoài ra, Trung tâm Khoa học và Công nghệ Sinh học thuộc trường cũng cho ra đời bộ kit ARN phát hiện dịch tả heo, bộ kit WSSV phát hiện virus gây bệnh đốm trắng ở tôm...

    Phan Thu Thảo

    Việt Báo
    Ý kiến bạn đọc

    Viết phản hồi

    Nhận xét tin "Cây đũa thần" PCR có mặt ở khắp nơi

    Bạn có thể gửi nhận xét, góp ý hay liên hệ về bài viết "Cây đũa thần" PCR có mặt ở khắp nơi bằng cách gửi thư điện tử tới vietbao.vn. Xin bao gồm tên bài viết Cay dua than PCR co mat o khap noi ở dạng tiếng Việt không dấu. Hoặc "Cây đũa thần" PCR có mặt ở khắp nơi ở dạng có dấu. Bài viết trong chuyên đề Vấn Đề của chuyên mục Khoa Học.

    Bài viết mới:

    Các bài viết khác:

       TIẾP THEO >>
    VIỆT BÁO - KHOA HỌC - VẤN ĐỀ