Khảo sát ảnh hưởng của phơi nhiễm Ô nhiễm không khí của trẻ bị hen qua diện tích carbon trong đàm, IL-8, TNF-α và IFN-α

Luận án tiến sĩ y học Khảo sát ảnh hưởng của phơi nhiễm Ô nhiễm không khí của trẻ bị hen qua diện tích carbon trong đàm, IL-8, TNF-α và IFN-α. Ô nhiễm không khí (ONKK) đang là mối quan ngại lớn trên toàn cầu. Năm 2016, số ca tử vong do ONKK gấp ba lần so với tổng số người chết do AIDS, lao và sốt rét cộng lại [1]. Phơi nhiễm ONKK ngoài trời và ONKK trong nhà liên quan đến 6,7 triệu ca tử vong mỗi năm. Khoảng 89% những ca tử vong này xảy ra ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình, tập trung nhiều nhất ở khu vực Đông Nam Á và Tây Thái Bình Dương [2]. Năm 2019, khoảng 99% dân số trên thế giới sống ở những khu vực có chất lượng không khí (CLKK) vượt mức khuyến cáo về an toàn của WHO (World Health Organization) [3, 4]. Việt Nam là quốc gia có mức thu nhập thấp trung bình, được ghi nhận có CLKK rất kém. Năm 2024, chỉ số về CLKK (AQI – Air Quality Index) tại thành phố Hồ Chí Minh có thời điểm xếp thứ 7 trong số các thànhphố có CLKK xấu nhất [5]. Thành phố đang phải đối mặt với tình trạng ONKK ngày càng gia tăng, với nồng độ trung bình của bụi mịn (PM – Particulate Matter) thường vượt mức khuyến cáo của WHO gấp 4-5 lần, do sự gia tăng từ nhiều nguồn thải cùng với phần lớn cư dân di chuyển bằng các phương tiện cá nhân càng làm trầm trọng mức độ phơi nhiễm [6, 7].

ONKK ảnh hưởng đến nhiều cơ quan, bao gồm hệ hô hấp, tim mạch, hệ miễn dịch và sự phát triển nhận thức, cả trong ngắn hạn lẫn dài hạn. Đồng thời ONKK còn ảnh hưởng trên mọi giai đoạn của cuộc đời, đặc biệt trên nhóm dễ tổn thương như trẻ em và người cao tuổi. Trẻ em thuộc nhóm đối tượng dễ bị tổn thương vì quá trình phát triển phổi chưa hoàn thiện, hệ miễn dịch chưa trưởng thành. Trẻ em khi phơi nhiễm ONKK làm gia tăng triệu chứng hô hấp, tăng tỷ lệ nhiễm trùng hô hấp và tăng tần suất mắc hen [3, 8, 9]. Năm 2019, trên thế giới đã có 4 triệu trẻ em mắc hen mỗi năm do phơi nhiễm ONKK, tương đương với 11.000 ca mắc hen mới mỗi ngày [10].
Bệnh hen là bệnh lý hô hấp mạn tính phổ biến nhất ở trẻ em với khoảng 14% trẻ em trên toàn thế giới được chẩn đoán hen [11]. Nghiên cứu năm 2021 tại TP.HCM trên trẻ em từ 13-14 tuổi, 8,5% trẻ em được chẩn đoán hen với hơn 80% trẻ em có triệu chứng bị bỏ sót chẩn đoán [12]. Phơi nhiễm ONKK là một trong những yếu tố gây khởi phát bệnh, kiểm soát bệnh kém, giảm chức năng phổi và tăng tỷ lệ nhập viện2 [13, 14, 15].
Tại Việt Nam, vấn đề ONKK ngày càng được các nhà nghiên cứu quan tâm đánh giá về mức độ ảnh hưởng lên cơ thể [16, 17, 18, 19], tuy nhiên khoảng trống của các nghiên cứu này là việc sử dụng dữ liệu ONKK dựa trên các thông số đo các chất gây ô nhiễm ngoài cơ thể [7]. Hiện nay trên thế giới, chỉ số carbon trong đàm là một chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ phơi nhiễm cá nhân và tương quan với chức năng phổi [20, 21, 22]. Khi phơi nhiễm với PM2.5, đại thực bào (ĐTB) đường hô hấp dưới sẽ gia tăng thực bào carbon và gia tăng tình trạng tắc nghẽn đường hô hấp [20].
Phơi nhiễm carbon gây kích hoạt phản ứng viêm của cơ thể, đây được xem là một trong những bằng chứng sinh học về tác động ONKK lên cơ thể [23]. Carbon trong ĐTB kích thích tiết các cytokine trong cơ thể như Interleukin 8 (IL–8), và yếu tố hoại tử khối u alpha (TNF–α; Tumor Necrosis Factor) gây tổn thương nhu mô phổi và giảm chức năng phổi. Bên cạnh đó, carbon còn làm suy giảm chức năng của ĐTB, khiến chúng kém hiệu quả trong việc xử lý các tác nhân gây bệnh như virus thông qua Interferon alpha (IFN–α). Điều này có thể dẫn đến tăng nguy cơ nhiễm trùng đường hô hấp ở trẻ khi phơi nhiễm ONKK. Ngày nay, các dấu ấn sinh học này ngày càng được các nghiên cứu trên thế giới quan tâm khi đánh giá được mức độ ảnh hưởng lên cơ thể của trẻ em khi phơi nhiễm với ONKK [24].
Hiệp hội Hô hấp Châu Âu (ERS – European Respiratory Society) và Hiệp hội Lồng ngực Hoa Kỳ (ATS – American Thoracic Society) khuyến cáo sử dụng các dấu ấn sinh học để đánh giá ảnh hưởng của phơi nhiễm ONKK, ngay cả khi chỉ một thayđổi nhỏ thoáng qua của các dấu ấn sinh học cũng được xem là bất lợi và cung cấp thêm bằng chứng về các tác động tiêu cực của ONKK [25]. Chính vì các lý do trên, chúng tôi thực hiện nghiên cứu “Khảo sát ảnh hưởng của phơi nhiễm Ô nhiễm không khí của trẻ bị hen qua diện tích carbon trong đàm, IL-8, TNF-α và IFN-α”, nhằm cung cấp cho y văn các bằng chứng về cơ chế sinh lý học của cơ thể khi phơi nhiễm ONKK, cụ thể là trên đường hô hấp ở trẻ em. Đây là nghiên cứu đầu tiên không chỉ ở Việt Nam mà còn ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình về đánh giá tác động phơi nhiễm3 ONKK thông qua các dấu ấn sinh học và chỉ số phơi nhiễm cá nhân.
Câu hỏi nghiên cứu:
“Các yếu tố phơi nhiễm ONKK và chỉ số phơi nhiễm cá nhân (carbon trong đàm) có liên quan đến bệnh hen ở trẻ em tại TP.HCM không?”
“Các yếu tố phơi nhiễm ONKK nào liên quan đến chỉ số phơi nhiễm cá nhân ở trẻ hen và trẻ không hen khi phơi nhiễm ONKK tại TP.HCM?”
“Có sự khác biệt về chỉ số phơi nhiễm cá nhân với các triệu chứng, bệnh lý hô hấp, chỉ số hô hấp ký (FEV1%, FVC%, tỷ số FEV1/FVC và FEF25-75) và chỉ số viêm cytokine (IL-8, TNF-α, IFN-α) ở trẻ hen và trẻ không hen khi phơi nhiễm ONKK tại TP.HCM không?”
“Có sự khác biệt về chỉ số phơi nhiễm cá nhân với phân bậc hen và mức độ kiểm soát hen (theo GINA và ACT) ở trẻ hen và ở phân nhóm trẻ hen tăng và không tăng bạch cầu ái toan (BCAT) khi phơi nhiễm ONKK tại TP.HCM không?”
Mục tiêu nghiên cứu:
Mục tiêu tổng quát: Xác định mối liên quan giữa các yếu tố phơi nhiễm ô nhiễm không khí trong nhà và ngoài trời, carbon trong đàm với sức khỏe hô hấp ở trẻ em tại TP.HCM năm 2021-2024.
Mục tiêu 1: Xác định mối liên quan giữa các yếu tố phơi nhiễm ô nhiễm không khí trong nhà và ngoài trời, carbon trong đàm với bệnh hen ở trẻ em tại TP.HCM năm 2021-2024.
Mục tiêu 2: Xác định mối liên quan giữa các yếu tố phơi nhiễm ô nhiễm không khí với carbon trong đàm ở trẻ hen và trẻ không hen tại TP.HCM năm 2021-2024.
Mục tiêu 3: Xác định mối liên quan giữa carbon trong đàm với các triệu chứng, bệnh lý hô hấp, các chỉ số viêm cytokine và chỉ số hô hấp ký ở trẻ hen và trẻ không hen tại TP.HCM năm 2021-2024.
Mục tiêu 4: Xác định mối liên quan giữa carbon trong đàm với phân bậc hen, mức độ kiểm soát bệnh hen ở trẻ hen và phân nhóm trẻ hen tăng và không tăng BCAT tại TP.HCM năm 2021-2024

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………………………………………. i
LỜI CAM ĐOAN ……………………………………………………………………………………….. ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ ANH-VIỆT……………………….. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG …………………………………………………………………………. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH…………………………………………………………………………….. ix
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ BIỂU ĐỒ………………………………………………………. x
ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………………………………………………………………………….. 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU …………………………………………………………… 4
1.1 Một số khái niệm và tình hình về ô nhiễm không khí ………………………………….. 4
1.2 Phân loại ô nhiễm không khí…………………………………………………………………….. 5
1.3 Các thông số dùng để đánh giá ô nhiễm …………………………………………………….. 6
1.4 Tác động của ô nhiễm không khí lên hệ hô hấp ………………………………………….. 9
1.5 Các phương pháp đánh giá phơi nhiễm ô nhiễm không khí ………………………… 10
1.6 Một số khái niệm về cytokine …………………………………………………………………. 12
1.7 Tổng quan về hen………………………………………………………………………………….. 15
1.8 Các nghiên cứu tương tự trên thế giới và tại Việt Nam………………………………. 19
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …………………. 28
2.1 Thiết kế nghiên cứu……………………………………………………………………………….. 28
2.2 Đối tượng nghiên cứu ……………………………………………………………………………. 28
2.3 Thời gian và địa điểm nghiên cứu……………………………………………………………. 28
2.4 Cỡ mẫu nghiên cứu ……………………………………………………………………………….. 28
2.5 Xác định các biến số độc lập và phụ thuộc……………………………………………….. 32
2.6 Phương pháp, công cụ đo lường, thu thập số liệu………………………………………. 43
2.7 Quy trình nghiên cứu …………………………………………………………………………….. 54
2.8 Phương pháp phân tích dữ liệu ……………………………………………………………….. 56
2.9 Đạo đức trong nghiên cứu………………………………………………………………………. 59
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ……………………………………………………….. 60
3.1 Mối liên quan giữa các yếu tố phơi nhiễm ô nhiễm không khí trong nhà và ngoàiiv
trời, carbon trong đàm với bệnh hen ở trẻ em …………………………………………. 60
3.2 Mối liên quan giữa các yếu tố phơi nhiễm ô nhiễm không khí với carbon trong
đàm ở trẻ hen và trẻ không hen …………………………………………………………….. 68
3.3 Mối liên quan giữa carbon trong đàm với triệu chứng, bệnh lý hô hấp, chỉ số viêm
và hô hấp ký ở trẻ hen và trẻ không hen…………………………………………………. 72
3.4 Mối liên quan giữa carbon trong đàm với phân bậc hen và mức độ kiểm soát bệnh
ở trẻ hen và phân nhóm hen tăng và không tăng bạch cầu ái toan……………… 82
Chương 4. BÀN LUẬN……………………………………………………………………………… 88
4.1 Mối liên quan các yếu tố phơi nhiễm ô nhiễm không khí trong nhà và ngoài trời,
carbon trong đàm với bệnh hen ở trẻ em………………………………………………… 88
4.2 Mối liên quan giữa các yếu tố phơi nhiễm ô nhiễm không khí trong nhà và ngoài
trời với carbon trong đàm ở trẻ hen và trẻ không hen…………………………….. 100
4.3 Mối liên quan giữa carbon trong đàm với triệu chứng, bệnh lý hô hấp, chỉ số viêm
và hô hấp ký ở trẻ hen và trẻ không hen……………………………………………….. 103
4.4 Mối liên quan giữa carbon trong đàm với phân bậc hen và mức độ kiểm soát bệnh
ở trẻ hen tăng và không tăng bạch cầu ái toan ………………………………………. 113
4.5 Ưu điểm và hạn chế của nghiên cứu ………………………………………………………. 116
KẾT LUẬN…………………………………………………………………………………………….. 118
KIẾN NGHỊ……………………………………………………………………………………………. 120
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Xét duyệt của Hội đồng Đạo đức trong nghiên cứu y sinh học Đại học Y
Dược Thành phố Hồ Chí Minh………………………………………………………………… i
Phụ lục 2. Phiếu thu thập dữ liệu dành cho trẻ hen …………………………………………. ii
Phụ lục 3. Phiếu thu thập dữ liệu dành cho trẻ không hen………………………………. xvi
Phụ lục 4. Phiếu thông tin và chấp thuận tham gia nghiên cứu cho trẻ hen…….. xxvi
Phụ lục 5. Phiếu thông tin và chấp thuận tham gia nghiên cứu cho trẻ không hen …..
……………………………………………………………………………………………………….. xxxv
Phụ lục 6. Hình tọa độ vị trị nhà của trẻ và trường họ ………………………………c xxxiv
Phụ lục 7. Các bước thực hiện pha loãng nối tiếp ………………………………………. xxxv
Phụ lục 8. Tóm tắt quy trình phản ứng ELISA……………………………………………. xxxvi
Phụ lục 9. Bảng đặc điểm dân số mẫu đàm đạt và không đạt chuẩn ở trẻ hen và trẻ
không hen…………………………………………………………………………………….. xxxvii
Phụ lục 10. Danh sách bệnh nhân tham gia nghiên cứu ……………………………… xxxix
Phụ lục 11. Thỏa thuận hợp tác nghiên cứu giữa Trường Đại Học Y Dược TP.HCM
với Trung Tâm Sức khỏe Cộng Đồng ……………………………………………………. x

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các tiêu chuẩn về chất gây ONKK (μg/m³) ………………………………………..7
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn chẩn đoán hen ở trẻ 13-14 tuổi theo GINA 2022 ………………15
Bảng 1.3. Phân loại hen theo mức độ nặng nhẹ………………………………………………..17
Bảng 1.4. Các nghiên cứu tương tự trên thế giới ………………………………………………24
Bảng 2.1. Các biến số trong nghiên cứu ………………………………………………………….32
Bảng 3.1. Đặc điểm nhân khẩu học ở trẻ hen và không hen……………………………….60
Bảng 3.2. Đặc điểm phơi nhiễm ONKK trong nhà ở trẻ hen và trẻ không hen……..61
Bảng 3.3. Đặc điểm phơi nhiễm ONKK ngoài trời ở trẻ hen và trẻ không hen …….62
Bảng 3.4. Carbon trong đàm ở trẻ hen và trẻ không hen ……………………………………63
Bảng 3.5. Mối liên quan đơn biến giữa phơi nhiễm ONKK trong nhà với mắc bệnh
hen ……………………………………………………………………………………………………63
Bảng 3.6. Mối liên quan đơn biến giữa phơi nhiễm ONKK ngoài trời với mắc bệnh
hen ……………………………………………………………………………………………………65
Bảng 3.7. Mối liên quan đơn biến giữa carbon trong đàm với mắc bệnh hen……….66
Bảng 3.8. Mối liên quan đa biến giữa các yếu tố phơi nhiễm ONKK với…………….66
Bảng 3.9. Mối liên quan đơn biến giữa phơi nhiễm ONKK trong nhà với carbon trong
đàm ở trẻ hen và trẻ không hen …………………………………………………………….68
Bảng 3.10. Mối liên quan đơn biến giữa phơi nhiễm ONKK ngoài trời với carbon
trong đàm ở trẻ hen và trẻ không hen…………………………………………………….69
Bảng 3.11. Mối liên quan đa biến giữa các yếu tố phơi nhiễm ONKK với carbon trong
đàm ở trẻ hen và trẻ không hen …………………………………………………………….70
Bảng 3.12. Đặc điểm các triệu chứng ở trẻ hen và trẻ không hen ……………………….72
Bảng 3.13. Đặc điểm bệnh lý và kết quả khám hô hấp ở trẻ hen và trẻ không hen..73
Bảng 3.14. Đặc điểm các chỉ số viêm và hô hấp ký ở trẻ hen và trẻ không hen ……74
Bảng 3.15. Mối liên quan đơn biến giữa carbon trong đàm với các triệu chứng và
bệnh lý hô hấp ở trẻ hen và trẻ không hen ……………………………………………..75
Bảng 3.16. Mối liên quan đa biến giữa carbon trong đàm với các triệu chứng và bệnh
lý hô hấp ở trẻ hen và trẻ không hen ……………………………………………………..76viii
Bảng 3.17.Mối liên quan đơn biến giữa carbon trong đàm với các chỉ số viêm và hô
hấp ký ở trẻ hen và trẻ không hen …………………………………………………………77
Bảng 3.18. Mối liên quan đa biến giữa carbon trong đàm với các chỉ số viêm và hô
hấp ký ở trẻ hen và trẻ không hen …………………………………………………………78
Bảng 3.19. Mối liên quan giữa carbon trong đàm và bệnh lý hô hấp lên các chỉ số
viêm ở trẻ hen và trẻ không hen……………………………………………………………80
Bảng 3.20. Đặc điểm bệnh, phân bậc và mức độ kiểm soát ở trẻ hen (n=47) ……….82
Bảng 3.21. Đặc điểm bệnh ở trẻ hen tăng và không tăng BCAT…………………………84
Bảng 3.22. Mối liên quan giữa carbon trong đàm và mức kiểm soát hen ở trẻ hen
(n=47) ……………………………………………………………………………………………….86
Bảng 3.23. Mối liên quan giữa carbon trong đàm và mức kiểm soát hen ở trẻ hen tăng
và không tăng BCAT…………………………………………………………………………..8