Xét nghiệm hơi thở ure 13C: “tiêu chuẩn vàng”để phát hiện nhiễm khuẩn Helicobacter pylori trong dạ dày

PGS.TS Nguyễn Nghiêm Luật - Bệnh viện Đa khoa MEDLATEC

Helicobacter pylori (H.pylori hoặc HP) được thấy ở khoảng một nửa dân số thế giới. Tần suất của H.pylori phụ thuộc vào vùng địa lý, dân tộc, lứa tuổi và các yếu tố kinh tế xã hội: cao ở các nước đang phát triển và thấp hơn ở các nước phát triển. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tần suất H.pylori có xu hướng giảm ở nhiều vùng của trái đất (theo World Gastroenterology Organization, 2010).

H.pylori là loại vi khuẩn không chỉ gây nên viêm dạ dày, viêm tá tràng và loét dạ dày ở người mà còn là yếu tố gây bệnh do vi khuẩn quan trọng nhất có liên quan với ung thư dạ dày thể tuyến (gastric adenocarcinoma) và các u lympho của mô lympho liên quan với màng nhày (mucosa-associated lymphoid tissue lymphomas: MALT) [4, 7].

Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C, còn gọi là xét nghiệm hơi thở ure ¹³C (¹³C-urea breath test: UBT) là kỹ thuật không xâm lấn (non-invasive) [1, 3, 4, 5], dựa trên nguyên tắc đơn giản là ure với nguyên tử Carbon (C) ghi dấu ¹³C sẽ nhanh chóng bị thủy phân bởi enzym urease của H.pylori thành anion bicarbonate H¹³CO₃^- và cation amoni NH₄⁺theo phản ứng:

                                                      Urease (từ H.pylori)

                 ¹³CO(NH₂)₂ + 2H₂0 + H⁺ → H¹³CO₃^- + 2NH₄⁺

Bicarbonate H¹³CO₃^- giải phóng sẽ được hấp thụ qua lớp dịch của dịch dạ dày vào máu tuần hoàn, về phổi và tạo thành ¹³CO₂ theo phản ứng:

                  H¹³CO₃^- + H⁺ → ¹³CO₂ + H₂O

¹³CO₂ sinh ra được bài xuất qua hơi thở sẽ được thu lại vào một túi nilon rồi được đưa vào dung dịch hấp thu. Sau đó, ¹³CO₂ trong dung dịch này sẽ được đo bởi máy phổ khối (mass spectrometer) hoặc máy phổ hồng ngoại (infrared spectroscopy). NH₄⁺ sinh ra và ure¹³C còn thừa chưa phản ứng sẽ được hấp thu vào máu và bài tiết qua thận ra nước

 không (Hình 1).

Hình 1. Nguyên tắc xét nghiệm ure¹³C qua hơi thở.

Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C và  ¹⁴C có một số khác biệt như sau:

- Về đồng vị C được sử dụng: ¹³C là C không phóng xạ (non-radioactive carbon-13), trong khi ¹⁴C là carbon phóng xạ (radioactive carbon-14).
- Về máy đo: ¹³C có thể được phát hiện bởi máy phổ khối có liên hệ với đồng vị (isotope ratio mass spectrometry) hoặc bởi máy quang phổ có liên hệ với khối phổ (mass correlation spectrometry), trong khi ¹⁴C được đo bởi máy đếm nhấp nháy (scintillation).
- Về độ an toàn: ¹³C có thể được sử dụng an toàn ở phụ nữ có thai và trẻ em ở tất cả các lứa tuổi, trong khi ¹⁴C chỉ được sử dụng an toàn ở phụ nữ phụ nữ có thai > 8 tuần tuổi và ở trẻ em > 4 tuổi.

1. Chỉ định:

Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C có thể được chỉ định để sàng lọc các bệnh nhân có biểu hiện rối loạn dạ dày trước khi nội soi và để đánh giá hiệu quả điều trị loại trừ H.pylori:

1. Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C có thể được chỉ định trước khi nội soi để phát hiện nhiễm H. pylori ở các bệnh nhân có các triệu chứng rối loạn tiêu hóa như:
- Đau vùng thượng vị
- Đầy hơi
- Ợ chua
- Khó tiêu
- Buồn nôn, …

2. Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C còn được chỉ định sau điều trị ba tháng để đánh giá hiệu quả của điều trị diệt H.pylori bằng kháng sinh mà không cần phải nội soi dạ dày để sinh thiết làm test urease nhanh hoặc các xét nghiệm xâm lấn khác.

Chú ý: xét nghiệm hơi thở ure ¹³ sẽ không chính xác khi:

- Xét nghiệm hơi thở ure ¹³ có thể (+) tính giả nếu mẫu hơi thở được lấy trong khoảng thời gian ngắn < 10 phút sau khi uống ure ¹³C.
- Xét nghiệm hơi thở ure ¹³ có thể (-) tính giả nếu bệnh nhân sử dụng thuốc kháng sinh, muối bismuth, các thuốc ức chế bơm proton (proton pump inhibitors: PPI) hoặc sucralfate. Bệnh nhân cần phải ngừng sử dụng các loại thuốc trên ít nhất 10 ngày trước khi làm xét nghiệm hơi thở ure ¹³C. 
- Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C nên được thực hiện trong điều kiện đói, ít nhất 4 giờ sau khi ăn [3].

2. Ý nghĩa lâm sàng:

Khi sử dụng ure ¹³C với liều là 1 µCi (0,2 mL) hòa với 50 mL acid citric để uống, một mẫu hơi thở được lấy trước khi uống và một mẫu hơi thở được lấy ở phút thứ 10-15 sau khi uống ure ¹³C, ¹³CO₂ sinh ra sẽ được đo bởi máy nhấp nháy lỏng beta. Kết quả phát hiện nhiếm H.pylori được đánh giá theo số đếm nhấp nháy trong một phút (cpm: counts per minute) như sau:
- Giá trị từ 0 - <25 cpm là (-) tính: bệnh nhân hiện không bị nhiễm H.pylori.
- Giá trị từ 25-<50 cpm là không xác định.
- Giá trị > 50 cpm là (+) tính: bệnh nhân đang bị nhiễm H.pylori [1].
Ba tháng sau đợt điều trị H.pylori bằng kháng sinh, cần xét nghiệm hơi thở ure ¹³C: nếu xét nghiệm (+) tính: bệnh nhân vẫn đang bị nhiễm H.pylori, điều trị không thành công; nếu (-) tính, bệnh nhân hiện không còn bị nhiễm H.pylori, điều trị đã thành công.

3. So sánh khả năng phát hiện H.pylori của các phương pháp khác nhau:

Trong những năm gần đây, một số phương pháp xét nghiệm phát hiện H.pylori đã được sử dụng trong thực tế lâm sàng, trong số đó phần nhiều là các phương pháp xâm lấn:
- Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C hoặc ¹⁴C.
- Định lượng các kháng thể kháng H.pylori IgM và IgG trong huyết tương.
- Định lượng kháng nguyên của H.pylori trong phân bằng kỹ thuật miễn dịch enzym (enzyme immunoassay: EIA) hoặc sắc ký miễn dịch (immunochromatographic assay: ICA).
- Xét nghiệm urease nhanh từ các mảnh sinh thiết mô vùng viêm loét dạ dày.
- PCR: xác định các đột biến điểm (point mutations) trên gen 23S rRNA của H.pylori bằng real-time PCR từ mô dạ dày bị nhiễm.
- Kiểm tra giải phẫu bệnh (Histopathological examination) từ các mảnh sinh thiết mô vùng viêm loét dạ dày.
- Xét nghiệm nuôi cấy H. pylori từ mô dạ dày bị nhiễm.

Độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị dự báo (+) tính, giá trị dự báo (-) tính và độ chính xác của 7 loại xét nghiệm được sử dụng để phát hiện H.pylori từ nhiều công trình nghiên cứu [2, 4, 6, 8, 9] được thể hiện ở Bảng 1.

Bảng 1. Độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị chẩn đoán (+) tính, giá trị chẩn đoán (-) tính và độ chính xác của các loại xét nghiệm H.pylori.

Kết quả ở Bảng 1 cho thấy, xét nghiệm hơi thở ure ¹³C là xét nghiệm sử dụng để phát hiện sự nhiễm H.pylori có độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị dự báo (+) tính, giá trị dự báo (-) tính và độ chính xác cao hơn so với các xét nghiệm để phát hiện sự nhiễm H.pylori khác.

     KẾT LUẬN

1. Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C là một xét nghiệm không xâm lấn, nhanh và thuận tiện, được chỉ định trước nội soi để phát hiện sự nhiễm H.pylori, đồng thời còn được chỉ định sau điều trị kháng sinh ba tháng để đánh giá hiệu quả điều trị.

2. Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C có độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị dự báo (+) tính, giá trị dự báo (-) tính và độ chính xác cao hơn so với các xét nghiệm để phát hiện sự nhiễm H.pylori khác.

3. So với xét nghiệm hơi thở ure ¹⁴C, xét nghiệm ure C ¹³C có độ chính xác tương đương nhưng vì ¹³C không có tính phóng xạ như ¹⁴C nên có thể sử dụng an toàn hơn, đặc biệt là ở trẻ em và phụ nữ có thai.

                             TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hegedus O, Rydén J, Rehnberg AS, et al. Validated accuracy of a novel urea breath test for rapid Helicobacter pylori detection and in-office analysis. Eur J Gastroenterol Hepatol 2002 May; 14(5): 513-520.

2. Lee HC, Huang TC, Lin CL. Performance of Routine Helicobacter pylori Invasive Tests in Patients with Dyspepsia. Gastroenterol Res Pract 2013; (in press).

3. Logan RPH. Urea breath test in management of Helicobacter pylori infection. Gut 1998; 43(Suppl 1): S47-S50.

4. Özdemir E, Karabacak NI, Dursun A, et al. Could the ¹⁴C Urea breath test be a new standard in noinvasive diagnosis of Helicobacter pylori infection? Ann Nucl Med 2008; 22: 611-616.

5. Savarino V, Vigneri S, and Celle G. The ¹³C urea breath test in the diagnosis of Helicobacter pylori infection. Gut 1999; 45: 118-122.

6. She RC, Wilson AR, Litwin CM. Evaluation of Helicobacter pylori Immunoglobulin G (IgG), IgA, and IgM serologic testing compared to stool antigen testing. Clin Vaccine Immunol 2009 Aug; 16(8): 1253-1255.

7. Stryznska T, and Malferheiner P. Helicobacter pylori and digestive malignancies. Helicobacter 2006; 11: 32-35.

8. Wong WM, Wong BCY, Wong KWW, et al. 13C-urea breath test without a test meal is highly accurate for the detection of Helicobacter pylori infection in Chinese. Aliment Pharmacol Ther 2000; 14: 1353-1358.

9. Wu DC, Wu IC, Wang SW, et al. Comparison of stool enzyme immunoassay and immunochromatographic method for detecting Helicobacter pylori antigens before and after eradication. Diagn Microbiol Infect Dis 2006 Dec; 56(4): 373-378.

*Hiện nay, xét nghiệm hơi thở ure ¹³C đang được thực hiện hàng ngày tại Bệnh viện Đa khoa MEDLATEC trên máy ¹³C INFAI, góp phần quyết định vào việc phát hiện H.pylori trước và sau điều trị.