Vai trò của các loài vi sinh vật không phải vi khuẩn trong bệnh viêm ruột và ung thư trực tràng

Bệnh viêm ruột và ung thư trực tràng tưởng chừng như là hai tình trạng khác biệt nhưng có mối liên hệ chặt chẽ thông qua sự mất cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột (dysbiosis). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, vi khuẩn và hệ vi sinh vật trong hệ tiêu hóa không phải là nguyên nhân duy nhất, nhưng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cả hai bệnh này. Bài viết này được viết dưới sự hướng dẫn chuyên môn của ThS. BS Mai Viễn Phương, Trưởng đơn nguyên Nội soi tiêu hóa, tại Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park. 1. Tổng quan Mặc dù vai trò của vi khuẩn trongloạn khuẩn đường ruột,bệnh viêm ruộtvàung thư đại trực tràngđã được làm rõ nhưng các nghiên cứu gần đây đã cho thấy rằng, các thành phần vi sinh vật khác cũng đóng vai trò trong quá trình sinh bệnh. Cụ thể, các loạivirusnhư thể thực khuẩn, EBV, HPV, JCV, CMV và HHV-6, các loài nấm như C. albicans và Malassezia, vi khuẩn sinh khí metan đều góp phần vào sự tiến triển của những bệnh vừa được liệt kê cũng như các bệnh liên quan thông qua nhiều cơ chế khác nhau. Vì vậy, việc hiểu rõ vai trò của các vi sinh vật trong cơ thể và tiếp tục nghiên cứu để tìm thêm các yếu tố vi sinh liên quan sẽ giúp phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho bệnh viêm ruột và ung thư đại trực tràng. 2. Vai trò của vi khuẩn sinh metan trong bệnh viêm ruột và ung thư trực tràng 2.1 Đối với bệnh viêm ruột Vi khuẩn cổ sản xuất metan (còn gọi là vi khuẩn sinh metan), đóng vai trò quan trọng trong hệ vi sinh đường ruột dù chiếm tỷ lệ khá nhỏ. Loại vi khuẩn này được cho là có liên quan đến quá trình sinh bệnh của cả ung thư đại trực tràng và bệnh viêm ruột. Đối với bệnh viêm ruột, sự mất cân bằng vi khuẩn cổ (loạn khuẩn cổ) có thể gây ra những thay đổi trong archaeome, tạo điều kiện cho sự phát triển của các vi sinh vật như Methanobrevibacter smithii. Điều này có thể kích thích sản xuất cáccytokinegây viêm như yếu tố hoại tử khối u-α trong ruột. Ngoài ra, sự phát triển của vi khuẩn cổ do loạn khuẩn có thể làm suy giảm các thành phần quan trọng của màng sinh học ruột như butyrate. Điều này tạo điều kiện cho các vi khuẩn có hại xâm nhập qua hàng rào ruột, khiến tình trạng viêm trở nên nghiêm trọng hơn và làm bệnh tiến triển trầm trọng thêm. Hậu quả là, viêm niêm mạc ruột trở nên nghiêm trọng hơn ở những bệnh nhân mắc bệnh viêm ruột. 2.2 Đối với bệnh ung thư trực tràng Quá trình sinh bệnh ung thư trực tràng liên quan chặt chẽ đến butyrate - một axit béo chuỗi ngắn do vi khuẩn đường ruột sản xuất. Butyrate hỗ trợ tăng cường miễn dịch và giảm nguy cơ hình thành polyp đại trực tràng. Trong tình trạng loạn khuẩn cổ, quá trình lên men của vi khuẩn có thể chuyển sang sinh metan, đặc biệt ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng. Những bệnh nhân mắcung thư ruột kếtvà người có dấu hiệu tiền ung thư thường sản xuất nhiều metan hơn dohệ vi khuẩn đường ruộtkhi bị oxy hóa có thể chuyển metan thành formaldehyde - một chất có tiềm năng gây ung thư. Ngoài ra, metan được cho là có khả năng giảm căng thẳng oxy hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của tế bào ung thư đại trực tràng. Sự tương tác giữa vi khuẩn sinh metan và các vi sinh vật khác đóng vai trò trung tâm trong quá trình sinh bệnh của cảbệnh viêm ruột và ung thư trực tràng. Trong ruột, các vi khuẩn trong quá trình lên men như Firmicutes và Bacteroides, tạo ra hydro như một sản phẩm phụ. Trong ruột, các vi khuẩn trong quá trình lên men như Firmicutes và Bacteroides, tạo ra hydro như một sản phẩm phụ. Các vi khuẩn sinh khí metan tiêu thụ hydro này để sản xuất metan, điều này có thể ảnh hưởng đến sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột, tùy thuộc vào điều kiện môi trường và các yếu tố khác trong hệ tiêu hóa. Bên cạnh vai trò của vi khuẩn, các thành phần vi sinh vật khác cũng được chứng minh có liên quan đến bệnh. Có thể kể đến như: Các virus thể thực khuẩn:EBV,HPV, JCV, CMV, HHV-6. Các loài nấm nhưCandidaalbicans và Malassezia. Một số vi khuẩn cổ như vi khuẩn sinh metan. Tất cả các loại vi sinh vật này đều góp phần vào sự tiến triển của bệnh này thông qua nhiều cơ chế khác nhau. Vì lẽ đó, việc hiểu rõ vai trò sinh lý và bệnh lý của các thành phần này cũng như tiếp tục khám phá thêm các yếu tố đường ruột sẽ mở ra cơ hội phát triển các liệu pháp nhắm mục tiêu hiệu quả hơn chobệnh viêm ruột và ung thư trực tràng. 3. Vai trò của virus đối với bệnh viêm ruột và ung thư trực tràng 3.1 Virus thực khuẩn thể Các nghiên cứu đã ghi nhận sự gia tăng số lượng một số loại virus thể thực khuẩn như Caudovirales, Escherichia và Enterobacteria ở bệnh nhân mắc bệnh viêm ruột. Đặc biệt, các thể thực khuẩn độc có khả năng nhắm vào vi khuẩn chủ, gây ra những thay đổi về số lượng loài trong hệ vi sinh đường ruột. Đặc biệt, tình trạng này thường được tìm thấy ở những bệnh nhân mắc bệnh viêm ruột. Những thể thực khuẩn độc thường thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh nhưEscherichia coli(E. coli) và Fusobacteria. Ngoài ra, các vi khuẩn này không chỉ gia tăng tình trạng viêm mà còn làm giảm quần thể Firmicutes - những vi khuẩn có tác dụng bảo vệ ruột. Hơn nữa, một số thể thực khuẩn có khả năng phá hủy vi khuẩn, giải phóng các mảnh vụn tế bào vào vi môi trường ruột. Điều này không chỉ làm trầm trọng thêm tình trạng viêm mà còn làm tăng nguy cơ phát triển ung thư đại trực tràng. 3.2 Các loại virus khác Trong bệnh viêm ruột, các loại virus như EBV, cytomegalovirus (CMV) và virusherpessimplex loại 6 (HHV-6) thường xuất hiện với mật độ cao hơn ở niêm mạc đại tràng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến tiến trình bệnh mà còn tác động đến hiệu quả điều trị. Các loại virus EBV và cytomegalovirus được phát hiện phổ biến hơn ở bệnh nhân viêm ruột so với nhóm bệnh nhân khỏe mạnh. Các loại virus EBV và cytomegalovirus được phát hiện phổ biến hơn ở bệnh nhân viêm ruột so với nhóm bệnh nhân khỏe mạnh. Điều này cho thấy những vi khuẩn có những ảnh hưởng nhất định trong việc khởi phát bệnh hơn là trong việc quyết định mức độ nghiêm trọng hoặc diễn biến lâm sàng. Sự tái hoạt động của cytomegalovirus (CMV) thường được ghi nhận trong trường hợp bệnh nhân bị tổn thương hàng rào ruột, viêm hoặc đang sử dụng liệu pháp ức chế miễn dịch. CMV có thể làm xấu đi tiên lượng của bệnh viêm ruột, đặc biệt là viêm loét đại tràng, bằng cách gây thêm tổn thương cho niêm mạc ruột, làm trầm trọng thêm tình trạng viêm và có thể làm giảm hiệu quả của các phương pháp điều trị. 4. Vai trò của nấm trong bệnh viêm ruột và ung thư trực tràng 4.1 Nấm Candida albicans Trong bệnh viêm ruột, nấmCandida albicanscó vai trò quan trọng trong bệnh viêm ruột, đặc biệt khi hình thành các sợi xâm lấn vào mô và tiết ra độc tố Candida Lysin, gây tổn thương hàng rào biểu mô. Các nghiên cứu cho thấy C. albicans được phân lập từ bệnh nhân viêm ruột có khả năng hình thành sợi mạnh hơn so với ở người khỏe mạnh. Các nghiên cứu cho thấy C. albicans được phân lập từ bệnh nhân viêm ruột có khả năng hình thành sợi mạnh hơn so với ở người khỏe mạnh. Ngoài ra, các chủng từ bệnh nhân viêm ruột có thay đổi trong thành phần thành tế bào và điều chỉnh biểu hiện các gen liên quan đến bám dính như IHD1, góp phần làm tăng khả năng xâm lấn và viêm. Khi tiếp xúc với những chủng này, bạch cầu trung tính ở người khỏe mạnh thường tăng hiện tượng NETosis (giải phóng bẫy DNA ngoài tế bào) và tụ tập nhiều hơn. Đồng thời, các tế bào đơn nhân giải phóng một lượng lớn IL-1β, thúc đẩy phản ứng viêm, làm tình trạng viêm ruột trở nên nghiêm trọng hơn. 4.2 Nấm Malassezia Malassezia là một chi nấm thường xuất hiện tự nhiên trên bề mặt da động vật và là nguyên nhân gây ra nhiều bệnh ngoài da ở người như gàu và viêm da. Gần đây, với sự tiến bộ trong nghiên cứu vi sinh vật đường ruột, phân tích mycobiome đã xác định Malassezia là một thành phần cốt lõi trong hệ vi sinh vật đường ruột. Các nghiên cứu hiện đang tập trung vào vai trò của Malassezia trong sự tiến triển của các bệnh như ung thư đại trực tràng và viêm ruột. Các nghiên cứu hiện đang tập trung vào vai trò của Malassezia trong sự tiến triển của các bệnh như ung thư đại trực tràng và viêm ruột. Có thể thấy, bệnh viêm ruột xuất hiện là kết quả của sự tương tác phức tạp giữayếu tố di truyền, môi trường và phản ứng miễn dịch của vật chủ đối với hệ vi sinh đường ruột. Trong điều trị bệnh viêm ruột, đặc biệt là viêm loét đại tràng vàbệnh Crohn, Malassezia restricta được xác định có vai trò quan trọng trong việc làm trầm trọng thêm phản ứng viêm khiến bệnh trở nên trầm trọng. Có thể thấy, cácvi sinh vậtnhư vi khuẩn, virus, nấm và vi khuẩn cổ đóng vai trò quan trọng trong sự tiến triển của viêm ruột cũng như ung thư trực tràng. Những vi sinh vật này có sự tác động đến hệ vi sinh đường ruột thông qua nhiều cơ chế khác nhau. Qua đó, việc hiểu rõ những yếu tố này có thể giúp quá trình điều trị bệnh trở nên hiệu quả hơn.  Tài liệu tham khảo Quaglio AEV , Grillo TG, De Oliveira ECS, Di Stasi LC, Sassaki LY. Vi khuẩn đường ruột, bệnh viêm ruột và ung thư đại tràng. World J Gastroenterol. Vi khuẩn đường ruột, bệnh viêm ruột và ung thư đại tràng. World J Gastroenterol . 2022; 28 :4053-4060.Gogokhia L , Buhrke K, Bell R, Hoffman B, Brown DG, Hanke-Gogokhia C, Ajami NJ, Wong MC, Ghazaryan A, Valentine JF, Porter N, Martens E, O'Connell R, Jacob V, Scherl E, Crawford C, Stephens WZ, Casjens SR, Longman RS, Round JL. Sự mở rộng của thể thực khuẩn liên quan đến tình trạng viêm ruột và viêm đại tràng trầm trọng hơn. Vi khuẩn chủ tế bào . 2019; 25 :285-299.Haque H, Zehra SW, Shahzaib M, Abbas S, Jaffar N. Ngoài vi khuẩn: Vai trò của các loài vi khuẩn đường ruột không phải vi khuẩn trong bệnh viêm ruột và tiến triển ung thư trực tràng.  World J Gastroenterol  2024; 30(36): 4078-4082