Bệnh lao, một trong những căn bệnh truyền nhiễm lâu đời nhất trong lịch sử loài người, vẫn gây ra mối đe dọa lớn đối với sức khỏe trên toàn thế giới và thủ phạm chính gây ra căn bệnh này là M. tuberculosis, một thành viên của họ Mycobacteriaceae hoặc trực khuẩn Koch. Kể từ khi Robert Koch lần đầu tiên phát hiện ra loại vi khuẩn gây bệnh này vào năm 1882, nghiên cứu khoa học về M. tuberculosis đã dần được đào sâu hơn và khám phá ra bí ẩn của nó.
“M. tuberculosis có thành tế bào sừng hóa đặc biệt, giúp nó có khả năng chống lại vết bẩn cao và có thể sống sót trong môi trường khắc nghiệt.”
Tế bào M. tuberculosis có lớp vỏ lipid giàu trên bề mặt, đặc biệt bao gồm troponin, khiến chúng biểu hiện một số phản ứng Gram dương tính trong quá trình nhuộm. Do đó, phương pháp nhuộm Gram truyền thống không thể được sử dụng để xác định chính xác loại vi khuẩn này và các nhà khoa học thường sử dụng phương pháp nhuộm axit nhanh hoặc nhuộm huỳnh quang để phân tích.
M. tuberculosis phát triển cực kỳ chậm, thường chỉ phân chia một lần sau mỗi 18 đến 24 giờ, chậm hơn nhiều so với các loại vi khuẩn khác như E. coli. Thể tích vi khuẩn nhỏ và đặc tính không di chuyển khiến việc nuôi cấy trong phòng thí nghiệm trở nên khó khăn. Loại vi khuẩn này có khả năng chịu khô hạn rất tốt và có thể sống sót trong môi trường khô hạn trong nhiều tuần, và cấu trúc thành tế bào bất thường là một trong những lý do quan trọng giúp nó sống sót.
“Trong nhiễm trùng lao, M. tuberculosis hình thành các cấu trúc gọi là u hạt, là tập hợp của các tế bào miễn dịch.”
Con người là vật chủ duy nhất được biết đến của M. tuberculosis. Người ta thường có quan niệm sai lầm về cách lây truyền này, và nhiều người tin rằng việc bắt tay hoặc dùng chung đồ dùng cũng có thể dẫn đến lây truyền, trên thực tế, con đường lây truyền chính đến từ các giọt bắn do người mang mầm bệnh phát tán khi ho, hắt hơi hoặc các phương tiện khác.
Trong phổi của vật chủ, M. tuberculosis bị các đại thực bào đường thở tiêu diệt, nhưng do cấu trúc thành tế bào đặc trưng của nó, các đại thực bào này không thể tiêu diệt và tiêu hóa nó một cách hiệu quả. Trong quá trình nhiễm trùng, xenluloza trong thành tế bào của M. tuberculosis ngăn cản sự hợp nhất của phagosome với lysosome, cho phép nó lây lan an toàn bên trong tế bào vật chủ. Ngoài ra, M. tuberculosis có khả năng vô hiệu hóa phản ứng miễn dịch của vật chủ bằng cách tiết ra các hợp chất đặc hiệu.
Các triệu chứng của nhiễm trùng M. tuberculosis rất đa dạng và bao gồm ho kéo dài hơn ba tuần, ho ra máu, khó thở, sụt cân, mệt mỏi, sốt, đổ mồ hôi đêm, ớn lạnh và chán ăn. Nếu vi khuẩn lây lan sang các bộ phận khác của cơ thể, nó có thể gây ra những tác động toàn thân khác nhau, chẳng hạn như máu trong nước tiểu khi bị nhiễm trùng thận và đau lưng khi bị nhiễm trùng cột sống.
M. tuberculosis đã được giải trình tự vào năm 1998 và chứa khoảng 4 triệu cặp bazơ và 3.959 gen. Chức năng của khoảng 40% số gen này đã được xác định, cung cấp cơ sở kiến thức quan trọng để hiểu cơ chế gây bệnh của chúng. Các nghiên cứu sâu hơn phát hiện ra rằng M. tuberculosis tiến hóa dần dần ở Châu Phi và có liên quan chặt chẽ đến sự phát triển của con người hiện đại.
“Sự lây lan toàn cầu của bệnh lao và sự tiến hóa của M. tuberculosis là minh chứng cho sự trao đổi và tương tác trong lịch sử của con người.”
Hiện nay, ngày càng có nhiều chủng vi khuẩn lao trên toàn thế giới kháng nhiều loại kháng sinh, bao gồm rifampicin và isoniazid, là những loại thuốc chính để điều trị bệnh lao. Xu hướng này làm cho việc điều trị bệnh lao trở nên phức tạp hơn, đặc biệt là ở một số khu vực nơi bệnh nhân bị nhiễm các chủng vi khuẩn có thể đồng thời biểu hiện khả năng kháng nhiều loại thuốc.
Các chiến lược cụ thể có thể chống lại việc hình thành thuốc giải độc bao gồm cải thiện hệ thống giám sát, tăng cường cơ sở hạ tầng y tế công cộng, đẩy nhanh quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc mới và nâng cao nhận thức của công chúng về bệnh lao. Việc tăng cường các biện pháp này sẽ là yếu tố then chốt trong việc kiểm soát các bệnh truyền nhiễm.
Với nghiên cứu chuyên sâu về M. tuberculosis, các nhà khoa học đã dần khám phá ra những đặc điểm sinh học phức tạp và lịch sử tiến hóa của nó, những phát hiện không chỉ giúp cải thiện chẩn đoán và điều trị mà còn có ý nghĩa sâu rộng đối với sự phát triển của chính sách y tế công cộng ảnh hưởng. Vậy, trước căn bệnh truyền nhiễm cũ và mới này, chúng ta có thể tìm ra biện pháp đối phó hiệu quả hơn để giảm sự lây lan của nó không?