PGS TS Nguyễn Nghiêm Luật 
Bệnh viện Đa khoa MEDLATEC

Tóm tắt

1. Helicobacter pylori  (H. Pylori) có thể gây viêm, loét và teo dạ dày. Nhiễm khuẩn H. pylori là một yếu tố nguy cơ được biết đến nhiều nhất đối với ung thư dạ dày và u lympho mô bạch huyết liên quan đến niêm mạc dạ dày.

2. Urea có thể được gắn với hai đồng vị khác nhau, ¹³C  là một đồng vị carbon không phóng xạ được đo bằng máy phổ khối so sánh tỷ lệ đồng vị hoặc ¹⁴C là một đồng vị carbon phóng xạ được đo bằng máy đếm nhấp nháy. Xét nghiệm hơi thở urê ¹³C là một xét nghiệm rất chính xác, không xâm lấn, nhanh chóng và thuận tiện để chẩn đoán sự hiện diện của nhiễm H. pylori ở dạ dày ở người lớn và trẻ em, được sử dụng để sàng lọc bệnh nhân trước khi nội soi, và cũng có thể được sử dụng để chứng minh rằng H. pylori đã được loại bỏ khi bệnh nhân được điều trị bằng thuốc kháng sinh.

3. Chỉ định: xét nghiệm có thể được chỉ định trước khi nội soi dạ dày ở một người đang bị đau dạ dày, có dấu hiệu và triệu chứng của loét dạ dày như: đau bụng từng cơn, giảm cân không giải thích được, khó tiêu, có cảm giác no hoặc đầy hơi, buồn nôn, ợ hơi. Xét nghiệm H. pylori cũng có thể được chỉ định khi một người đã được điều trị kháng sinh để xác nhận rằng vi khuẩn H. pylori đã bị loại bỏ.

4. So với xét nghiệm hơi thở urê 14C, xét nghiệm hơi thở urê 13C ngày càng trở nên phổ biến vì 13C là một đồng vị không phóng xạ và vô hại, cung cấp các kết quả dương tính và âm tính rõ rệt hơn cho các thầy thuốc lâm sàng trong phần lớn các trường hợp, vì vậy, xét nghiệm này có thể được lặp lại thường xuyên theo yêu cầu ở cùng một bệnh nhân và cũng có thể được thực hiện một cách an toàn ở trẻ em, phụ nữ mang thai và phụ nữ trong độ tuổi sinh đẻ.

5. So với các xét nghiệm khác, xét nghiệm hơi thở urê ¹³C cũng có độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị dự đoán (+) tính, giá trị dự đoán (-) tính và độ chính xác cao hơn các xét nghiệm khác trong việc phát hiện nhiễm H. pylori.

The value of ¹³C-urea breath test compared to other tests in the diagnosis of Helicobacter pylori infection

                                                                                   Luat Nghiem Nguyen

                                                                            MEDLATEC General Hospital

          Abstract

1. Helicobacter pylori  (H. pylori) may cause inflammation, ulcers, and atrophy of the stomach. Infection with H. pylori is the strongest known risk factor for gastric cancer and gastric mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma.

2. Urea can be labelled with two different isotopes, ¹³C is a non‐radioactive isotope of carbon that is measured by isotope ratio mass spectrometer or ¹⁴C is a radioactive isotope of carbon that is measured by scintillation counter. The ¹³C urea breath test is a very accurate, non-invasive, fast and convenient test for diagnosing the presence of H. pylori infection in the stomach in adults and children, for screening patients before endoscopy, and also may be used to demonstrate that H. pylori has been eliminated by treatment with antibiotics.

3. Indications: testing may be ordered before endoscopy in someone is experiencing gastrointestinal pain and has signs and symptoms of an ulcer such as: H. pylori testing may also be ordered when a person has completed a regimen of prescribed antibiotics to confirm that the H. pylori bacteria have been eliminated.

4. Compared with the ¹⁴C urea breath test, ¹³C urea breath test has become increasingly popular because ¹³C is the non‐radioactive isotope and is innocuous, provides clearer positive or negative results for the clinicians in most cases, so the test can be repeated as often as required in the same patient and can also be safely performed in children, pregnant women, and women of child‐bearing age.

5. Compared with the other test, the ¹³C urea breath test has a higher sensitivity, specificity, predicted value (+), predictive value (-) and accuracy than these tests to detect H. pylori infection.

                *

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.

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). 

1. Xét nghiệm hơi thở ure ¹³C

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) ([Savarino V, 1999 [5], Hegedus O, 2002 [3]), 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 thành¹³CO₂ 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 so sánh tỷ lệ đồng vị (isotope ratio mass spectrometer: IRMS) hoặc rẻ hơn là máy phổ hồng ngoại chọn lọc đồng vị không tán xạ (non-dispersive, isotope selective infrared spectroscopy: NDIRS). 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.

2. Sử dụng

Xét nghiệm hơi thở urê ¹³C là một xét nghiệm rất chính xác, không xâm lấn, nhanh chóng và thuận tiện để chẩn đoán sự hiện diện của nhiễm H. pylori ở dạ dày ở người lớn và trẻ em, dùng để sàng lọc bệnh nhân trước khi nội soi.

Xét nghiệm hơi thở urê ¹³C  cũng có thể được sử dụng để chứng minh rằng H. pylori đã được loại bỏ khi bệnh nhân được điều trị bằng thuốc kháng sinh.

3. 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: Khi làm xét nghiệm hơi thở ure ¹³ cần chú ý:

1) Bệnh nhân phải nhịn đói ít nhất 2 giờ trước khi được làm xét nghiệm.

2) Các yếu tố sau có thể ảnh hưởng đến kết quả xét nghiệm:

- Không được sử dụng các thuốc kháng sinh, muối bismuth, các thuốc ức chế bơm proton (proton pump inhibitors: PPI) và các thuốc nhạy cảm H. pylori khác trong khoảng một tháng trước khi làm xét nghiệm hơi thở ure ¹³C.  

- Xuất huyết đường tiêu hóa trên cấp tính sẽ ức chế H. pylori, có thể gây kết quả âm tính giả. Sau xuất huyết tiêu hóa một tuần, việc chẩn đoán bằng xét nghiệm hơi thở ure ¹³C sẽ không bị ảnh hưởng.

- Việc cắt một phần dạ dày có thể làm ure ¹³C nhanh chóng đi qua dạ dày hoặc làm giảm độ acid của dạ dày.

3) Các kết quả chỉ chuẩn xác khi sử dụng sản phẩm ure ¹³C phù hợp với dòng máy phổ hồng ngoại ¹³C (¹³C Infrared spectrometer: IR-force) tương ứng.

4. Ý nghĩa lâm sàng

Để thực hiện xét nghiệm hơi thở ure trên máy quang phổ hồng ngoại ¹³C (¹³C Infrared spectrometer HGIR-force 500), một loại máy xét nghiệm hơi thở mới, có độ nhạy 98% và độ đặc hiệu 100%, bệnh nhân cần được thực hiện các bước sau:

1) Bệnh nhân phải được nhịn đói ít nhất 2 giờ trước khi làm xét nghiệm hơi thở ure ¹³C.

2) Được điền đầy đủ thông tin cần thiết vào 2 túi mẫu trên giấy ghi mẫu.

3) Thở từ từ vào túi đầu tiên cho đến đầy túi nhất có thể, đậy chặt miệng túi, đây là túi cơ bản tại thời điểm t=0.

4) Hòa tan gói bột chứa 3,3 g bột ure ¹³C màu trắng trong khoảng 80-100 mL nước lạnh, uống và ngồi đợi 30 phút.

5) Sau đó, thở từ từ vào túi mẫu thử thứ hai cho đến đầy túi nhất có thể, đậy chặt miệng túi, đây là túi mẫu thở tại thời điểm t=30.

6) Đo kết quả hơi thở ure ¹³C ở 2 túi bằng máy đo phổ hồng ngoại ¹³C.

7) Sử dụng giá trị δ‰ (sự khác biệt một phần nghìn) để xác định các kết quả. Δ‰ đươc xác định bằng công thức:

δ ‰ = ([Lượng đồng vị ¹³C tích lũy của mẫu 30 phút - Lượng đồng vị ¹³C tích lũy của mẫu 0 phút]/ Lượng đồng vị ¹³C tích lũy của mẫu 0 phút) × 1000

8) Giá trị xác định H. pylori  dương tính:

Để chẩn đoán H. pylori, sử dụng sự khác nhau giữa giá trị δ‰ của ¹³C-CO₂ trong mẫu ở thời điểm t=30 phút trừ đi giá trị δ‰ của ¹³C-CO₂ trong mẫu cơ bản ở thời điểm t=0 phút.

Giá trị đo được được gọi là Delta Over Base (DOB) = δ‰ (30 phút) - δ‰ (0 phút).

Khi giá trị của DOB là ≥4,0 ±0,4 thì có thể được xem là H. pylori dương tính.

Cách đánh giá hiệu quả điều trị:

Ba tháng sau đợt điều trị H.pylori bằng kháng sinh, cần làm lại 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.

4.1. Giá trị của xét nghiệm hơi thở ¹³C so với xét nghiệm hơi thở ¹⁴C trong phát hiện nhiễm H.pylori:

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 độ nhạy và độ đặc hiệu: xét nghiệm hơi thở ure ¹³C và  ¹⁴C có độ nhạy và độ đặc hiệu tương đương nhau và vào khoảng 95% (Lonny Erickson, 2005 [4]); tuy nhiên, so với xét nghiệm hơi thở ¹⁴C, xét nghiệm hơi thở ure ¹³C có khả năng cung cấp các kết quả xét nghiệm âm tính (Hình 2) hoặc dương tính (Hình 3) rõ ràng hơn cho người thầy thuốc lâm sàng trong hầu hết các trường hợp (Charest M, Beslair MA, 2017 [2]).

Hình 2. Sự phân bố các kết quả âm tính (giá trị mẫu/giá trị cắt <1,0) của xét nghiệm hơi thở ¹³C (cột trắng) và xét nghiệm hơi thở ¹⁴C (cột đen): các kết quả âm tính của xét nghiệm hơi thở ¹³C tập trung cách xa giá trị cắt hơn, có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với p = 1,68e-70 (Charest M, Beslair MA, 2017 [2]).

Hình 3. Sự phân bố các kết quả dương tính (giá trị mẫu/giá trị cắt >1,0) của xét nghiệm hơi thở ¹³C (cột trắng) và xét nghiệm hơi thở ¹⁴C (cột đen): các kết quả dương tính của xét nghiệm hơi thở ¹³C tập trung và gần với giá trị cắt hơn, có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với p=2,15e-07 (Charest M, Beslair MA, 2017 [2]).

- Về máy đo: ¹³CO₂ được đo bởi máy phổ khối so sánh tỷ lệ đồng vị (isotope ratio mass spectrometer: IRMS) hoặc máy phổ hồng ngoại chọn lọc đồng vị không tán xạ (non-dispersive, isotope selective infrared spectroscopy: NDIRS)., trong khi ¹⁴C được đo bởi máy đếm nhấp nháy (scintillation counter).

- Về nơi sử dụng: xét nghiệm hơi thở ure ¹³C có thể được sử dụng ở tất cả các bệnh viện hoặc phòng khám nói chung, trong khi xét nghiệm hơi thở ure ¹⁴C chỉ có được sử dụng ở các bệnh viên lớn có khoa y học hạt nhân.

- Về độ an toàn: ¹³C có thể được sử dụng an toàn ở hầu như tất cả các lứa tuổi, trong khi ¹⁴C không phù hợp để sử dụng ở phụ nữ phụ nữ có thai và ở trẻ em.

Các ưu nhược điểm của xét nghiệm hơi thở ¹³C và  xét nghiệm hơi thở ¹⁴C được thể hiện ở Bảng 1 (Lonny Erickson, 2005 [4]).

      Bảng 1. So sánh ưu nhược điểm của 2 phương pháp xét nghiệm hơi thở ¹³C và ¹⁴C (Lonny Erickson, 2005 [4]).

4.2. Giá trị của xét nghiệm hơi thở ¹³C so với các xét nghiệm khác trong phát hiện nhiễm H. pylori:

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 (Wong WM, 2000 [7], Bilal R, 2007 [1], She RC, 2009 [6], …) được thể hiện ở Bảng 2.

Bảng 2. 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 2 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 khác trong phát hiện sự nhiễm H.pylori.

Tài liệu tham khảo

1. Bilal R, Khaar B, Qureshi TZ, et al. Accuracy of non-invasive 13C-Urea Breath Test compared to invasive tests for Helicobacter pylori detection. J Coll Physicians Surg Pak 2007 Feb; 17(2): 84-88.

2. Charest M, Beslair MA. Comparison of Accuracy Between ¹³C- and ¹⁴C-Urea Breath Testing: Is an Indeterminate-Results Category Still Needed? J Nucl Med Technol 2017 Jun; 45(2): 87-90.

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

4. Lonny Erickson. The 13C-Urea Breath Test for Detection of Helicobacter pylori, Potential Applications in Québec 2005 Dec; 1-38.

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. 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.

*Hiện nay, xét nghiệm hơi thở ure ¹³C đang được thực hiện hàng ngày tại Bệnh viện Đa khoa MEDLATEC trên máy quang phổ hồng ngoại ¹³C (¹³C Infrared spectrometer HGIR-force 500), góp phần quyết định vào việc phát hiện nhiễm H. pylori, sàng lọc H. pylori trước khi quyết định nội soi dạ dày và đánh giá hiệu quả điều trị.