Xét nghiệm HIV kháng thuốc

Sự xuất hiện các chủng virus kháng thuốc là một trong những nguyên nhân chính gây thất bại điều trị. Nếu kháng với nhiều nhóm thuốc thì các phác đồ thay thế là rất hạn chế và thành công của các phác đồ cứu cánh (salvage) có thể chỉ duy trì được trong thời gian ngắn.

Sự xuất hiện nhanh chóng của các chủng kháng thuốc là do tốc độ sinh sản nhanh của HIV – có khoảng 10 triệu hạt virus mới được tạo ra mỗi ngày (Perelson 1996) – và tỷ lệ sai sót rất cao của gen sao chép ngược. Điều này dẫn đến tốc độ đột biến rất cao của HIV và HIV luôn tạo ra những chủng mới, thậm chí khi không điều trị. Khi có ARV, các chủng mang đột biến kháng được chọn lọc và trở thành chủng ưu thế (Drake 1993).

Bên cạnh những quy tắc cơ bản về xét nghiệm kháng thuốc và phiên giải kết quả, chương này còn tập trung vào giải trình tự gen sao chép ngược, protease, intergrase và env cũng như các kiểu kháng thuốc xuất hiện khi điều trị. Phần lớn dữ liệu có được từ các bệnh nhân subtype B (chiếm khoảng 12% tổng số người nhiễm HIV toàn cầu). Tuy nhiên, hiện nay các virus  không B cũng đã được nghiên cứu. Con đường kháng thuốc và kiểu kháng thuốc có thể khác nhau giữa các subtype (Snoeck 2006).

Các phương pháp xét nghiệm kháng thuốc

Có 2 phương pháp xét nghiệm dùng để đo độ nhạy cảm của HIV với thuốc ARV – xét  nghiệm kiểu gen và xét nghiệm kiểu hình (Wilson 2003). Cả 2 loại đều đã được lưu hành trên thị trường. Một số xét nghiệm kiểu gen hiện đang lưu hành là: HIV-1 TrueGene™, Bayer Healthcare Diagnostics/Siemens Medical Solutions Diagnostics; hoặc ViroSeq™, Celera Diagnostics/Abbott Laboratories, cả hai đều được FDA công nhận. Một số loại xét nghiệm kiểu gen khác như Virco™TYPE HIV-1, Virco, GenoSure (Plus), LabCorp, hoặc GeneSeq, Monogram Biosciences (trước đây là Virologic) được tạo ra trong các phòng thí nghiệm của hãng sản xuất và sử dụng chủ yếu trong các thử nghiệm lâm sàng. Xét nghiệm kiểu hình bao gồm: Antivirogram™, Virco; PhenoSense™, Monogram Biosciences (trước đây là ViroLogic); và Phenoscript™, Viralliance.

Nhược điểm của xét nghiệm kiểu hình là thời gian thực hiện xét nghiệm dài và giá thành đắt. Giá thành của 1 xét nghiệm kiểu gen là 350-500 euro/mẫu tùy từng loại và phòng xét nghiệm. Trong khi đó giá thành của xét nghiệm kiểu hình thường cao hơn gấp đôi.

Nhược điểm của cả 2 phương pháp là chúng đều phải cần một lượng virus tối thiểu nhất định để tiến hành xét nghiệm. Nếu tải lượng virus (VL) dưới 500-1000 bản sao/ml thì cả 2 phương pháp đều không thể phát hiện được kháng thuốc.

Xét nghiệm kháng thuốc kiểu hình

Phương pháp này trực tiếp đo mức độ nhạy cảm với thuốc của virus. Tốc độ nhân bản của virus được đo trên các môi trường nuôi cấy tế bào dưới áp lực chọn lọc của thuốc với nồng độ tăng dần và so sánh với tốc độ nhân bản của virus hoang dại.

Nồng độ thuốc được biểu thị bằng giá trị IC50 (50% nồng độ ức chế). IC50 là nồng độ thuốc cần để ức chế 50% sự nhân bản của virus. Độ nhạy của virus được tính bằng tỷ số giữa IC50 của virus xét nghiệm và IC50 của virus hoang dại (tính theo số lần) và so sánh với giá trị ngưỡng (cut-off value). Giá trị ngưỡng chính là giá trị cho phép của tỷ số giữa IC50 của virus xét nghiệm và virus hoang dại mà tại đó chủng HIV xét nghiệm vẫn còn nhạy. Xác định giá trị ngưỡng rất quan trọng khi đánh giá kết quả.

Định nghĩa về ngưỡng

Hiện có 3 khái niệm ngưỡng đang được sử dụng. Ngưỡng kỹ thuật là thước đo sự biến thiên về phương pháp của xét nghiệm. Ngưỡng sinh học đánh giá sự biến thiên giữa các chủng virus hoang dại phân lập từ các bệnh nhân chưa bao giờ dùng ARV.

Ngưỡng lâm sàng là giá trị IC50 cao nhất còn có khả năng thành công điều trị về mặt virus học. Kết quả của các xét nghiệm VircoTypeTM và PhenoSenseTM đã bao gồm cả giá trị ngưỡng lâm sàng cận dưới và cận trên. Cận dưới là số lần thay đổi của IC50 và có ý nghĩa là đáp ứng virus giảm nhẹ. Số lần thay đổi vượt quá cận trên có ý nghĩa là kháng thuốc, và số lần thay đối nằm giữa 2 cận có ý nghĩa là kháng 1 phần.

Xét nghiệm kháng thuốc kiểu gen

Các xét nghiệm kiểu gen dựa trên phân tích các đột biến liên quan tới kháng thuốc. Chúng chủ yếu được xác định bằng cách giải trình tự gen của virus HIV sau khi đã được nhân bản hoặc bằng các kỹ thuật lai đặc hiệu với các oligonucleotid hoang dại hoặc kháng thuốc.

Người ta chú ý nhất đến vùng pol mã hóa cho các men cua virus (protease, sao chép ngược và intergrase) và vùng env (mã hóa cho glycoprotein vỏ với 2 tiểu phần gp41 và gp120). Các xét nghiệm kiểu gen chỉ phát hiện các chủng đột biến chiếm ít nhất 20-30% tổng số virus trong cơ thể và chỉ là một phép đo kháng thuốc gián tiếp. Các đột biến gây giảm nhạy cảm đã được   mô tả rất rõ cho đa số các thuốc kháng HIV, nhưng do có nhiều loại hình đột biến khác nhau, có thể có các đột biến bù trừ, nên việc đánh giá mức độ kháng thuốc đối với 1 thuốc nhất định là khó.

Phiên giải kết quả kiểu gen kháng thuốc dựa trên sự tương quan giữa kiểu gen, kiểu hình và đáp ứng virus. Dữ liệu có được là từ các nghiên cứu in vitro, các quan sát về lâm sàng và xét nghiệm lặp lại (các đột biến được kiểm tra xem mức độ kháng thuốc kiểu hình ra sao).

Các hệ thống phiên giải theo quy luật

Để phiên giải kết quả kháng thuốc kiểu hình đối với các loại hình kiểu gen, các hệ thống phiên giải theo quy luật đã được sử dụng. Dựa trên y văn và các kết cục lâm sàng, các chuyên gia (ví dụ nhóm kháng thuốc ANRS AC11 của Pháp hoặc nhóm HIV GRADE) đã phát minh các thuật giải (algorithm), và chỉnh sửa, cập nhật chúng hàng năm hoặc 2 lần mỗi năm.

Hệ thống phiên giải dựa trên dữ liệu và virtual phenotype

Ngược với các quy luật phiên giải dựa trên kiến thức, các hệ thống phiên giải kết quả kháng thuốc dựa trên dữ liệu như geno2pheno hoặc vircoType™ sử dụng các mô hình toán học để dự đoán kiểu hình kháng thuốc và/hoặc đáp ứng virus  từ kiểu gen. Hình thức này được gọi là “virtual phenotype”: một loại hình gen kháng thuốc được phân tích dưới sự trợ giúp của một cơ sở dữ liệu rất lớn chứa các ví dụ có sẵn về các cặp kiểu gen – kiểu hình.

Geno2pheno áp dụng cách tiếp cận kiểu “máy” (machine learning approaches) như cây quyết định và các máy hỗ trợ vector  (Beerenwinkel 2003). Hệ thống này lấy thông tin từ các cặp kiểu gen-kiểu hình, xác định các nguyên tắc và dự đoán kiểu hình kháng thuốc cho một kiểu gen nhất định.

Đối với VircoType, các kiểu gen trùng với virus mà bệnh nhân mang sẽ được tìm trong một cơ sở dữ liệu. IC50 của mỗi virus tìm thấy sẽ được tính trung bình, từ đó tính ra kiểu hình hợp lý nhất của virus của bệnh nhân. Trong phiên bản cập nhật của VircoType, mọi đột biến và cặp đột biến của virus của bệnh nhân đóng góp tạo nên kháng thuốc đều được xác định dựa trên mô hình hồi quy tuyến tính đa biến. Chúng sẽ được đưa vào mô hình hồi quy tương ứng cùng với các hệ số kháng thuốc đặc hiệu của từng đột biến và cặp đột biến. Kết quả của mô hinh hồi quy này là số lần thay đổi IC50 của virus bệnh nhân mang so với IC50 của virus hoang dại.

Sự phiên giải kết quả của vircoType™ dựa trên mô hình hồi quy tuyến tính đa biến được ápdụng cho một bộ dữ liệu lớn chứa trên 45.000 cặp kiểu gen-kiểu hình. Sự thay đổi của IC50 được mô hình hóa dưới dạng một hàm số của các đột biến và cặp đột biến. Tương tác giữa các đột biến riêng lẻ được tính bằng cách đưa vào mô hình các cặp đột biến. Hồi quy tuyến tính gán hệ số cho khả năng kháng từng thuốc cụ thể của mọi đột biến và cặp đột biến. Tác dụng hợp đồng của các đột biến được gán hệ số dương, tác dụng đối kháng hoặc tác dụng làm tái nhạy cảm được gán hệ số âm.

Một số nhà sản xuất các xét nghiệm kháng thuốc đã đưa sẵn các hướng dẫn phiên giải kết quả vào hệ thống của họ (ví dụ vircoType™ HIV-1, Virco hoặc GuideLines© (TruGene™), Bayer HealthCare Diagnostics).

Các hệ thống phiên giải theo quy luật

• HIV-GRADE:  http://www.hiv-grade.de/cms/grade/homepage.html

• Stanford-Database: http://hiv.net/link.php?id=24

• HIV Genotypic Drug Resistance Interpretation – ANRS AC11: http://hiv.net/link.php?id=138
• Los Alamos-Database: http://hiv.net/link.php?id=25

Các hệ thống phiên giải theo dữ liệu

• geno2pheno: http://hiv.net/link.php?id=26

Đại cương

Trong trình tự nucleotide của bộ gen HIV, cứ 3 nucleotìde nhóm lại thành 1 codon và mã hóa cho một amino acid trong trình tự protein. Các đột biến kháng thuốc được mô tả bằng 1 con số chỉ vị trí của codon tương ứng và 2 chữ cái: chữ cái trước con số là amino acid tại vị trí codon đó ở virus hoang dại, còn chữ cái sau con số là amino acid tại codon đột biến. Ví dụ M184V là đột biến ở codon 184 của gen sao chép ngược dẫn tới sự thay đổi methionine thành valine ở men sao chép ngược

Cơ chế kháng thuốc

Nucleoside and nucleotide reverse transcriptase inhibitors (NRTIs) là các tiền chất và chỉ có tác dụng sau khi được chuyển thành dạng triphosphate. Các dẫn xuất nucleotide (TDF) chỉ cần 2 bước phosphoryl hóa thay vì 3 bước. Các NRTI đã phosphoryl hóa cạnh tranh với các dNTP tự nhiên. Sự tích hợp của NRTI đã phosphoryl hóa vào DNA tiền virus (proviral DNA) làm ngừng quá trình kéo dài của proviral DNA và dẫn tới sự cắt đột ngột chuỗi DNA.

Ức chế trong không gian (sterical inhibition) gây ra do các đột biến khiến men sao chép  ngược nhận được sự khác biệt giữa NRTI và dNTP. Khi đó sự tích hợp của NRTI bị ngăn lại, thay vào đó là sự tích hợp của dNTP (e.g. trong trường hợp của M184V, Q151M, L74V, hoặc K65R; Naeger 2001, Clavel 2004).

Ly giải phosphoryl (phosphorylysis) thông qua ATP (adenosine triphosphate) hoặc pyrophosphate dẫn tới hiện tượng tách các NRTI đã tích hợp khỏi chuỗn DNA đang kéo dài. Đây là trường hợp của M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y và K219Q (Meyer 2000).

Phophorylysis dẫn tới kháng chéo giữa các NRTI và mức độ thì khác nhau giữa các thuốc (AZT, d4T > ABC > ddI > 3TC). Ngược lại với các đột biến tách, K65R làm giảm hiện tượng tách khỏi DNA của mọi NRTI, dẫn tới tăng sức bền khi NRTI đã tích hợp. Đối với K65R, sự phối hợp của các cơ chế đối kháng – một mặt giảm tích hợp, một mặt giảm chia tách –  dẫn  tới giảm nhạy cảm với đa số NRTI nhưng tăng nhạy cảm với AZT (White 2005).

Non-nucleoside RT inhibitors (NNRTIs) cũng ức chế men sao chép ngược của virus. NNRTI là các phân tử nhỏ gắn vào phần ưa nước gần với vùng xúc tác của RT. Các đột biến tại điểm gắn của NNRTI làm giảm ái tính của NNRTI với RT, dẫn tới mất hoạt tính kháng virus của NNRTI và thất bại điều trị.

Protease inhibitors (PIs) cản trở men protease cắt gag-pol-polyprotein tiền chất của virus, do đó tạo ra các hạt virus không hoàn chỉnh và không trưởng thành. Kháng PI thường xuất hiện chậm, bởi vì phải có nhiều đột biến tích lũy trước. Đây gọi là “hàng rào gen”. Đối với PI, người ta phân biệt đột biến chính (tiên phát) và đột biến phụ (hoặc thứ phát).

Đột biến chính gây kiểu hình kháng thuốc. Chúng được chọn lọc sớm trong quá trình hình thành kháng thuốc đối với 1 thuốc nhất định và nằm tại vị trí hoạt động của protease. Các đột biến này giảm khả năng gắn của thuốc vào men. Các đột biến chính còn làm giảm hoạt động của protease. Các đột biến phụ (còn gọi là đột biến thứ phát) nằm bên ngoài vị trí hoạt động của men và thường xảy ra sau các đột biến chính. Các đột biến phụ hay xuất hiện ở các vị trí đa hình của các subtype không phải B. Các đột biến phụ có tác dụng bù lại sự suy giảm hoạt động của virus (viral fitness) do đột biến chính gây ra (Nijhuis 1999, Johnson 2006).

Bảng 1. Các đột biến chính và phụ của protease

(HIV Drug Resistance Database, Sequence Analyses Program, version 4.2.5, 2006-12-04; http://hivdb.stanford.edu/pages/asi/releaseNotes/updates.html)

Các thuốc ức chế nhập bào (Entry inhibitors) khác với NRTI, NNRTI hay PI, chúng ngăn cản sự xâm nhập của HIV vào tế bào đích. Bước đầu tiên của sự xâm nhập là hiện tượng gp120 trên vỏ của virus gắn vào thụ cảm CD4 của tế bào đích, dẫn tới thay đổi cấu hình của gp120, cho phép vòng V3 của gp120 gắn với đồng thụ cảm chemokine (R5 hoặc X4).

Sự tương tác giữa 2 vùng lặp hepta HR1 và HR2 của tiểu đơn vị glycoprotein xuyên màng gp41 dẫn tới thay đổi cấu trúc của gp41, khiến peptide gắn của gp41 chèn được vào màng của tế bào đích, từ đó cho phép virus xâm nhập tế bào.

CCR5 co-receptor antagonists hoạt động bằng cách gắn đặc hiệu với phân tử CCR5, khiến chúng không thể gắn với gp120. Do đó, các thay đổi cấu trúc để peptide gắn của gp41 chèn vào màng tế bào bị ngăn lại.

Chất ức chế gắn kết ức chế sự gắn kết giữa virus và màng tế bào. T-20 (enfuvirtide) là một peptide tổng hợp chứa 36 amino acid có cấu trúc giống vùng tận C của HR2 trong gp41 và cạnh tranh gắn với HR1. Do đó tương tác giữa HR1 và HR2 bị ngăn cản và gp41 không thể thay đổi cấu trúc để virus gắn vào tế bào được nữa. Chỉ một sự thay đổi amino acid trong gp41 có thể làm giảm tác dụng của T-20.

Sự lây truyền các chủng HIV kháng thuốc

Tỷ lệ các đột biến xuất hiện ở bệnh nhân chưa điều trị rất khác nhau giữa các vùng địa lý. Tỷ lệ cao tới 20% đã gặp ở các thành phố lớn của Mỹ nơi có nhiều người đồng tính nam và nới ARV đã được sử dụng trong thời gian dài. Tỷ lệ lây truyền đột biến cao tương tự cũng gặp ở Madrid vào cuối những năm 90 (Grant 2003, Wensing 2003, De Mendoza 2003+2005a, Truong 2006).

Trong một nghiên cứu ở Đức do Viện Robert Koch tiến hành trên những người chuyển đảo huyết thanh HIV, sự lây truyền các virus kháng thuốc (một phần) đã gặp ở 14% bệnh nhân chuyển đảo huyết thanh trong giai đoạn 1996-2005  (Kuecherer 2006). Ở những bệnh nhân nhiễm HIV mạn tính, tỷ lệ kháng thuốc tiên phát là 11% trong giai đoạn 2001-2004 (RESINA study, Oette 2006).

Trong nghiên cứu CATCH ở châu Âu (sau này là nghiên cứu European SPREAD – Strategy to Control Spread of HIV Drug Resistance), tỷ lệ kháng thuốc tiên phát là 10.4% trong số 2.208 bệnh nhân mới được phát hiện nhiễm HIV trong thời gian từ 1996 đến 2002 (Wensing 2005). Trong khi tỷ lệ đột biến NRTI đã giảm theo thời gian thì tỷ lệ đột biến NNRTI lại  tăng. Tỷ lệ đột biến PI vẫn duy trì ổn định. Các đột biến được phát hiện chủ yếu ở virus nhóm B (chiếm 70% số ca mới chẩn đoán nhiễm HIV). Tuy nhiên, tỷ lệ mang đột biến ở các virus không B có xu hướng tăng theo thời gian.

Theo dõi tiếp nghiên cứu SPREAD từ 2002 và 2003 cho thấy 9.1% trong số 1.050 bệnh nhân mới được chẩn đoán nhiễm HIV đã mang virus kháng thuốc (Wensing 2006). Dưới 1% bệnh nhân mang virus kháng với 2 nhóm thuốc.

Tỷ lệ lây truyền virus đột biến có lẽ đã bị đánh giá thấp ở các vùng khác nhau. Quần thể virus chiếm dưới 20-30% thường không phát hiện được bằng các kỹ thuật giải mã thông thường.

Các chủng virus từ 49 bệnh nhân mới nhiễm (mới chuyển đảo huyết thanh) đã được giải mã bằng PCR định lượng thời gian thực sử dụng các oligonucleotide đặc hiệu để phát hiện các đột biến L90M, K103N và M184V. Trong số 10 bệnh nhân người ta đã phát hiện được các  đột biến đó. Năm (5) bệnh nhân trong số này có quần thể virus mang đột biến chỉ là một phần nhỏ của các dòng virus trong cơ thể và kỹ thuật giải mã trực tiếp không phát hiện thấy (Metzner 2005).

Bảng 2. Tỷ lệ mang đột biến trước khi điều trị ARV

Đột biến kháng thuốc tiên phát lây truyền có thể tồn tại trong thời gian dài (Pao 2004). Trong một nghiên cứu ở Tây Ban Nha trên những người chuyển đảo huyết thanh, 10 bệnh nhân mang các đột biến tiên phát như T215Y, T215N/S/C, M41L, L74V, I54V, V82S/A, hay L90M được theo dõi trung bình 41 tháng. Chỉ 3 trong số 10 ca có chuyển đổi ngược (một phần) của T215Y: T215Y đảo ngược (T215S) được phát hiện ở 2 bệnh nhân, và virus hoang dại được phát hiện ở 1 bệnh nhân sau 7 năm (De Mendoza 2005b). Khi theo dõi các bệnh nhân của bản thân chúng tôi, các đột biến lây truyền đã tồn tại trên 4 năm (Bảng 3).

Các đột biến tiên phát khiến các lựa chọn điều trị bị hạn chế và giảm tốc độ đáp ứng điều trị (Harzic 2002, Little 2002, Riva 2002, Hanna 2001). Tuy nhiên nếu cân nhắc kỹ các đột biến tiên phát, chúng ta có thể đạt được thành công trong điều trị (Oette 2006).

Đầu năm 2005, một bệnh nhân ở New York đã gây xôn xao dư luận. Anh ta đã nhiễm một  loại virus chứa 7 đột biến NRTI, 2 đột biến NNRTI và 12 đột biến PI. Sau 4-20 tháng (không rõ chính xác), CD4 của bệnh nhân đã giảm xuống còn 80 tế bào. Khả năng nhân bản của   virus đột biến này tương đương với virus hoang dại. Chỉ còn 2 loại thuốc là T-20 và efavirenz còn tác dụng. Cho dù sự lây lan của virus đa kháng và biểu hiện lâm sàng tiến triển nhanh là tương đối hiếm, ca bệnh này là một bằng chứng về hậu quả lâm sàng nặng nề của kháng thuốc tiên phát (Markowitz 2005).

Bảng 3. Sự tồn tại của các đột biến kháng thuốc ở một bệnh nhân nhiễm virus đa kháng (lần xét nghiệm âm tính cuối cùng là 1997, mới chẩn đoán nhiễm HIV 6/2000)

Các nghiên cứu lâm sàng

Tầm quan trọng của xét nghiệm kháng thuốc trên lâm sàng trước khi thay đổi phác đồ đã được thể hiện rõ trong một số nghiên cứu tiến có nhóm chứng, ví dụ Viradapt, CPCRA 046 hoặc Havana (Durant 1999, Baxter 1999, Tural 2001). Điều này cũng đúng với xét nghiệm kiểu hình kháng thuốc (VIRA 3001, Cohen 2000). Bệnh nhân có thông tin về đột biến trước thay đổi điều trị thường có đáp ứng virus tốt hơn bệnh nhân được đổi thuốc mà không có kết quả kháng thuốc.

Từ những nghiên cứu đó, các thuốc mới (NRTI, NNRTI và PI) với đặc điểm kháng thuốc khác nhau đã được chế tạo. Các lựa chọn điều trị sau khi thất bại đã được cải thiện và do đó tầm quan trọng của xét nghiệm kháng thuốc đã tăng lên. Tuy nhiên, ứng dụng lâm sàng của xét nghiệm kháng thuốc sau khi các nhóm thuốc mới được cấp phép (như ức chế intergrase hay ức chế CCR5) vẫn còn cần được chứng minh..

Phiên giải kết quả gen kháng thuốc

NRTIs

Đối với một số NRTI và các NNRTI, chỉ cần 1 đột biến là có thể gây kháng thuốc mức độ  cao (Havlir 1996, Schuurman 1995). Do đó, các thuốc này chỉ nên dùng trong các phác đồ có hiệu lực cao. Tuy nhiên, đột biến đặc hiệu cho lamivudine (M184V) cũng làm giảm khả năng nhân bản của virus (viral fitness) tới 40-60% (Sharma 1999, Miller 2003). Sau 52 tuần dùng lamivudine đơn trị liệu, tải lượng virus vẫn ở mức 0.5 log dưới mức ban đầu mặc dù M184V xuất hiện từ sớm (Eron 1995). Khi so sánh với các biện pháp ngắt đoạn điều trị (treatment interruption), tiếp tục dùng 3TC đơn trị liệu làm chậm quá trình thất bại về miễn dịch học và virus học (Castagna 2006).

FTC (emtricitabine) có đặc điểm kháng thuốc tương tự 3TC. Thất bại điều trị có liên quan tới đột biến M184V (van der Horst 2003).

Các đột biến của các thuốc dẫn chất thymidine (TAM) bao gồm M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y và K219Q được phát hiện đầu tiên ở bệnh nhân điều trị AZT (Larder 1989). Các đột biến đó cũng được chọn lọc bởi stavudine (Loveday 1999). Từ 3 TAM trở lên sẽ gây giảm độ nhạy với stavudine (Calvez 2002, Lafeuillade 2003). Thuật ngữ “đột biến nucleoside” (NAM) cũng được dùng thay cho TAM do các đột biến đó liên quan tới hiện tượng kháng chéo với tất cả các thuốc dẫn chất nucleoside, ngoại trừ 3TC và FTC.

Các chủng virus kháng thuốc phân lập từ các bệnh nhân thất bại điều trị với AZT, 3TC hoặc ABC thường có kiểu hình kháng thuốc đo được. Khi có 2 TAM, độ nhạy với AZT giảm 5,5 lần, khi có 3 TAM, độ nhạy giảm 29 lần và khi có từ 4 TAM trở lên thì độ nhạy giảm trên 100 lần. Sử dụng abacavir khi độ nhạy đã giảm trên 7 lần thường không đưa lại hiệu quả.

Điều này chỉ xảy ra khi có ít nhất 3 TAM kèm theo M184V (Harrigan 2000).

Một cách tính điểm đã được đưa ra từ nghiên cứu ANRS 088 để dự đoán đáp ứng điều trị với abacavir. Đáp ứng virus học sẽ tồi khi có 5 đột biến trong số M41L, D67N, L74V, M184V, L210W, và T215Y/F (Brun-Vézinet 2003).

Đáp ứng virus với ddI phụ thuộc vào số lượng TAM. Trong nghiên cứu Jaguar, T215Y/F, M41L và L210W – sau đó ở mức thấp hơn là D67N và K219Q đều liên quan tới giảm hiệu quả của ddI (Marcelin 2005). Đáp ứng virus không phụ thuộc vào M184V và K70R.

Các dữ liệu lâm sàng cho thấy tenofovir có hiệu quả khi có các NAM ví dụ D67, K70R, T215Y/F hoặc K219Q/E. Tuy nhiên nếu có từ 3 NAM trở lên trong đó bao gồm M41L hoặc L210W, đáp ứng virus sẽ giảm đi (Antinou 2003).

Đột biến kháng lamivudine M184V cũng như đột biến L74V đối với ddI, và các đột biến NNRTI L100I và Y181C có thể có tác dụng đối kháng với sự xuất hiện kháng thuốc (Vandamme 1999).

M184V gây hiện tượng tái nhạy cảm với AZT dẫn tới giảm IC50 từ 50-60%. Tái nhạy cảm  với stavudine dẫn tới giảm IC50 30%. Tuy vậy, hiện tượng tái nhạy cảm chỉ có ý nghĩa về lâm sàng khi không có quá 3 đột biến khác gây kháng AZT hoặc d4T  (Shafer 1995, Underwood 2005). Nghiên cứu kiểu hình của 9000 mẫu bệnh phẩm cho thấy sự phối hợp của M41L, L210W và T215Y làm giảm nhạy cảm với AZT trên 10 lần ở 79% số ca. Nếu có thêm M184V, chỉ 52% số ca có độ nhạy AZT giảm trên 10 lần (Larder 1999a). M184V còn làm tăng tính nhạy cảm với tenofovir (Miller 2001, Miller 2004a). Ngược lại, M184V kết hợp với nhiều NAM hoặc đột biến tại các vị trí 65, 74 hoặc 115 làm tăng tính kháng với ddI và abacavir (Harrigan 2000, Shafer 2003).

Hiện tượng đa kháng (MDR) với các thuốc dẫn chất nucleoside – trừ lamivudine – sẽ xuất hiện khi có 1 trong các kiểu phối hợp sau: T69SSX (T69S + chèn 2 amino acid SS, SG hoặc SA giữa vị trí 69 và 70), cộng thêm một đột biến AZT hoặc Q151M, cộng thêm một đột biến đa kháng nữa ví dụ V75I, F77L hoặc F116Y (Masquelier 2001).

Đột biến đa kháng Q151M riêng nó đã gây kháng mức trung bình với AZT, d4T, ddI, và abacavir. Đột biến này ít gặp, tỷ lệ dưới 5%. Ngược lại Q151M không làm giảm hoạt tính của tenofovir. Phối hợp với các đột biến ở vị trí 75, 77 và 116 dẫn tới kháng mức độ cao với  AZT, ddI, d4T and abacavir  và mức độ trung bình với tenofovir (Shafer 2003).

Tuy vậy, đột biến chèn ở T69S làm tăng tính kháng thuốc với tenofovir khoảng 20 lần (Miller 2001, Miller 2004a).

Sự phối hợp giữa đột biến chèn T69S và M184V, cũng như giữa Q151M và M184V làm giảm 70% khả năng nhân bản của virus (Miller 2003).

Đột biến L74V xảy ra khi điều trị ddI hoặc abacavir và làm tăng kháng ddI lên 2-5 lần (Winters 1997). Hiện tượng giảm nhạy cảm 2-3 lần đối với abacavir được coi là không có ý nghĩa lâm sàng và cần thêm các đột biến khác (Tisdale 1997, Brun-Vézinet 2003).

L74V có hoặc không kèm theo M184V dẫn tới giảm 70% IC50; độ nhạy kiểu hình tăng gấp 3 (Underwood 2005).

K65R xuất hiện khi điều trị tenofovir, abacavir hoặc ddI và dẫn tới kháng trung gian với TDF, ABC, ddI, 3TC, FTC và có lẽ cả d4T (Shafer 2003, Garcia-Lerma 2003). Không có kháng chéo với AZT (Miller 2004b). Trong các phác đồ có AZT, tỷ lệ xuất hiện K65R thấp hơn. K65R rất hiếm khi xuất hiện cùng với các TAM khác trên cùng một bộ gen. K65R và TAM đại diện cho 2 con đường kháng thuốc đối lập nhau. Các bộ gen chứa cả K65R và L74V cũng rất ít (Wirden 2005). Do abacavir chủ yếu được dùng phối hợp cùng AZT+3TC hoặc khi có nhiều TAM, K65R rất hiếm xảy ra trước khi dùng tenofovir. Tương tự như trong các thử nghiệm lâm sàng lớn sử dụng TDF trong phác đồ điều trị, tỷ lệ xuất hiện K65R ổn định ở mức ≤ 5 %. Tuy nhiên, các thất bại điều trị với phác đồ 3 NRTI như TDF+3TC+ABC hoặc TDF+3TC+ddI thường kèm theo K65R  (Farthing 2003, Gallant 2003, Landman 2003, Jemsek 2004). Nguyên nhân chính của tỷ lệ thất bại cao như vậy có lẽ là hàng rào di truyền kháng thuốc thấp của các phác đồ đó: sự xuất hiện K65R làm giảm nhạy cảm của cả 3 loại thuốc.

K65R tăng độ nhạy với AZT và gây ra hiện tượng tái nhạy cảm với AZT khi có một số TAM. Riêng K65R tăng độ nhạy của AZT gấp 2 lần, khi thêm M184V thì tăng gấp 2,5 lần (White 2005, Underwood 2005).

Ngược lại, các TAM làm giảm đề kháng gây ra bởi K65R đối với TDF, abacavir và ddI (Parikh 2004).

Tương tự như M184V, K65R làm giảm khả năng nhân bản của virus. Điều này không xảy ra đối với TAM hoặc L74V/I. Khả năng nhân bản trung bình của virus chứa M184V là 68% (n=792), chứa K65R là 72% (n=72), chứa L74V/I là 88% (n=15). Ngoài M184V, các NAM không làm thay đổi khả năng nhân bản của virus chứa K65R hoặc L74V/I (McColl 2005).

Nếu có cả K65R và M184V, khả năng nhân bản chỉ còn 29% (Miller 2003).

Đột biến V75T gây tăng kháng thuốc gấp 5 lần với d4T, ddI và ddC, nhưng đột biến này rất hiếm gặp (Lacey 1994).

Trong các nhóm thuần tập lớn, việc đo độ nhạy của virus đã cho thấy tới 29% số bệnh nhân có tiền sử dùng NRTI có hiện tượng tăng nhạy cảm với NNRTI (nghĩa là giảm nồng độ ức      chế tối thiểu với hệ số 0.3-0.6). Giảm độ nhạy với AZT hoặc 3TC tương quan với tăng độ nhạy với NNRTI. Shulman và cộng sự đã phân tích kiểu gen và kiểu hình của 444 chủng virus phân lập từ các bệnh nhân dùng NRTI. Các đột biến T215Y, H208Y và V118I có giá trị dự báo hiện tượng tăng nhạy cảm với efavirenz. Phân tích các cặp kiểu gen-kiểu hình cho thấy hiện tượng tăng nhạy NNRTI xảy ra với các TAM và các NAM không do dẫn xuất thymidine. Tăng nhạy cảm với efavirenz đã thấy khi có 1-2 TAM, nhiều TAM + M184V và các NAM không do thymidine như K65R, T69X, M184V và đặc biệt là K65R+M184V (Whitcomb 2000, Shulman 2004, Coakley 2005a). Tuy vậy, các kết quả này cũng chưa tác động nhiều đến các chiến lược điều trị.

NNRTIs

Đối với NNRTI có 2 con đường kháng thuốc đã được mô tả: K103N, V106M, và Y188L cũng như L100I, V106A, Y181C/I, G190S/A và M230L.

Chỉ cần 1 đột biến đơn lẻ có thể gây kháng thuốc mức độ cao với một hoặc nhiều NNRTI. Khi đã có K103N hoặc Y188L thì việc dùng các NNRTI thế hệ 1 là không còn được khuyến cáo nữa (Antinori 2002).

Đột biến K103N, một đột biến tương đối phổ biến, làm tăng 20-30 lần mức độ kháng thuốc với tất cả các NNRTI (Petropolus 2000). Khi đã có đột biến này thì các NNRTI thế hệ 1 không còn được khuyến cáo sử dụng.

V106A làm tăng kháng nevirapine thêm 30 lần và gây kháng efavirenz mức độ vừa. Ngược lại với các virus nhóm B, V106M hay gặp ở virus nhóm C. V106M gây kháng mức độ cao với cả nevirapine và efavirenz (Grossman 2004).

A98G (hay gặp hơn ở virus nhóm C), K101E và V108 gây kháng thuốc mức độ thấp với tất cả các NNRTI. Kháng mức độ vừa với efavirenz và delavirdine và kháng mức thấp với nevirapine xảy ra khi có L101I. Y181C/I làm tăng kháng nevirapine thêm 30 lần và đáp ứng với efavirenz chỉ tạm thời. G109A gây kháng mức cao với nevirapine và mức vừa với efavirenz và delavirdine. G190S và Y188C/L/H là các đột biến gây kháng mức độ cao với cả nevirapine và efavirenz (Shafer 2002b, De Mendoza 2002).

PIs

Phổ các đột biến PI rất rộng. Mặc dù có sự kháng chéo từ mức độ vừa đến mức độ cao giữa các PI, các đột biến chính tương đối là đặc hiệu cho từng thuốc riêng biệt. Nếu thay đổi phác đồ sớm sang một PI khác, tức là thay đổi trước khi có sự tích lũy nhiều đột biến, thì các phác đồ sau cũng sẽ vẫn thành công.

Các PI thế hệ 1

Phần lớn dữ liệu về các đột biến chính phát sinh khi điều trị PI được rút ra từ các nghiên cứu sử dụng PI không tăng cường (unboosted). Trong các nghiên cứu đánh giá phác đồ bậc 1  chứa LPV/r, FPV/r hoặc SQV/r, không có các đột biến PI chính xuất hiện ở các bệnh nhân thất bại điều trị và tỷ lệ xuất hiện các đột biến phụ là thấp (Gulick 2004, DeJesus 2004, Anaworanich 2005). Sự xuất hiện đột biến chính kháng PI ở bệnh nhân thất bại với phác đồ có boosted PI – kể cả PI đơn trị – là hiếm (Conradie 2004, Friend 2004, Lanier 2003, Coakley 2005b).

Saquinavir: G48V chủ yếu xảy ra khi điều trị saquinavir không tăng cường và gây giảm độ nhạy với saquinavir 10 lần –  khi kèm thêm L90M, mức độ nhạy cảm với saquinavir giảm rõ (trên 100 lần) (Jakobson 1995). Phải cần ít nhất 4 trong số các đột biến L10I/R/V, G48V, I54V/L, A71V/T, V77A, V82A, I84V và L90M mới có thể làm giảm hiệu lực của SQV/r (Valer 2002). Marcelin et al. (2005) đánh giá lại kiểu gen kháng SQV trong một phân tích hồi cứu 138 bệnh nhân dùng PI. Trong nghiên cứu này, các đột biến 10F/I/M/R/V, 15A/V, 20I/M/R/T, 24I, 62V, 73ST, 82A/F/S/T, 84V, và 90M được xác định là có mối tương quan mạnh nhất tới đáp ứng virus. Sự xuất hiện của 3-4 đột biến có thể gây giảm đáp ứng với SQV/r trong số 138 bệnh nhân đó.

Nelfinavir (không còn được dùng ở một số nước): đột biến điển hình đặc trưng của nelfinavir, chủ yếu là D30N và các đột biến phụ khác, chỉ gây kháng chéo ở mức độ thấp với các PI khác (Larder 1999a). Thất bại về virus học với nelfinavir cũng có thể xảy ra khi có L90M (Craig 1999). Đối với các virus nhóm B, điều trị bằng nelfinavir thường dẫn đến sự xuất hiện của D30N hoặc M46I kết hợpvới N88S. Đối với virus nhóm C, G và AE, L90M và I84V thường gặp hơn. Lý do của sự khác biệt đó là tỷ lệ các đa hình tự nhiên: đa hình M36I chỉ gặp ở 30% virus nhóm B, nhưng gặp ở 70-100% các virus không B. Đối với virus subtype C hoặc G, các con đường kháng thuốc chủ yếu là 82I/V + 63P + 36I/V hoặc 82I + 63P + 36I + 20I, đối với subtype F các con đường kháng thuốc là 88S hoặc 82A + 54V (Gonzales 2004, Grossman 2004b, Sugiura 2002, Snoeck 2006).

Khi so sánh khả năng nhân bản của virus chứa một đột biến protease duy nhất (D30N hoặc L90M) với virus hoang dại, người ta thấy khả năng nhân bản của virus chứa D30N giảm hẳn. Ngược lại, L90M chỉ gây giảm khả năng nhân bản ở mức độ vừa phải và có thể bù lại bằng   sự xuất hiện của L63P, một đa hình hay xảy ra. Tuy vậy, L63P không ảnh hưởng tới khả năng nhân bản của virus chứa D30N (Martines 1999).

Unboosted indinavir và/hoặc ritonavir chủ yếu chọn lọc đột biến chính V82A(T/F/S), đột biến này khi kết hợp với các đột biến khác sẽ dẫn tới kháng chéo với các PI khác (Shafer 2002c). Các chủng đột biến xuất hiện khi điều trị indinavir thường chứa M46I, L63P, V82T, I84V or L10R, M46I, L63P, V82T, I84V và có khả năng nhân bản tương đương virus hoang dại.

Fos-/Amprenavir: khi thất bại điều trị với unboosted amprenavir hoặc fosamprenavir, các đột biến sau thường xuất hiện: I54L/M, I50V hoặc V32I cộng với I47V – thường kèm theoM46I. Trong một nghiên cứu nhỏ, các chủng virus này vẫn hoàn toàn nhạy cảm với SQV và LPV (Chapman 2004, Ross 2003).

Các nhà nghiên cứu trong một nghiên cứu nhỏ khác với 49 bệnh nhân có tiền sử dùng nhiều PI được chuyển sang amprenavir tăng cường (boosted) đã đưa ra một quy trình bao gồm các đột biến ở các vị trí 35, 41, 63 và 82 (Marcelin 2003, Bảng 4).

Nghiên cứu Zephir đánh giá đáp ứng virus với fosamprenavir tăng cường ở 121 bệnh nhân: khi có dưới 3 đột biến trong số L10I/F/R/V, L33F, M36I, M46I/L, I54L/M/T/V, I62V, L63P, A71I/L/V/T, G73A/C/F/T, V82A/F/S/T, I84V và L90M thì sau 12 tuần VL giảm 2.4 log, trong khi nếu có từ 4 đột biến trở lên, VL chỉ giảm 0.09 log. VL đạt < 400 bản sao/ml ở ≥ 80 % bệnh nhân có ≤ 3 đột biến, 35-45% bệnh nhân có 4-7 đột biến và 10% bệnh nhân có ≥ 8 đột biến (Pellegrin 2005).

Trong một nhóm thuần tập nhỏ gồm 63 bệnh nhân, các đột biến L10F/I/V, L33F, M46I/L, I47V, I54L/M/V/A/T/S, A71V, G73S/A/C/T, V82A/F/C/G, và L90M làm giảm đáp ứng virus với boosted fosamprenavir. Các đột biến có liên quan nhất là I54L/M/V/A/T/S, V82A/F/C/G, và L90M: khi có 2 đột biến thì giảm đáp ứng là rất có khả năng, khi có 3 đột biến thì kháng thuốc được khẳng định (Masquelier 2006).

Đáp ứng với lopinavir ở các bệnh nhân đã dùng PI có mối tương quan với số lượng các đột biến trong số L10F/I/R/V, K20M/R, L24I, M46I/L, F53L, I54L/T/V, L63P, A71I/L/T/V,

V82A/F/T, I84V, và L90M. Từ 5 đột biến trở xuống gây tăng IC50 trung bình 2.7 lần, với 6-7 đột biến hệ số là 13.5, và với từ 8 đột biến trở lên, hệ số là 44 (Kempf 2000, Kempf 2001).

Trong các nghiên cứu có sử dụng LPV/r trong phác đồ bậc 1, chưa thấy có bất cứ đột biến chính nào xuất hiện cho tới nay. Chỉ có một vài ca kháng LPV được thông báo. Ở một bệnh nhân, thất bại virus học liên quan tới sự xuất hiện của V82A, theo sau là V32I, M46M/I và I47A. Kiểu hình của virus này kháng mức độ cao với LPV. Độ nhạy với các PI khác, đặc biệt là SQV, không bị ảnh hưởng (Friend 2004, Parkin 2004). Trong ca thứ hai, cùng với một số đa hình có sẵn (M36I, L63P và I93L), các đột biến 54V, V82A và sau đó là L33F đã được chọn lọc (Conradie 2004).

Một thuật giải khác để dự đoán kháng LPV bao gồm các đột biến ở những vị trí amino acid mới. Các virus chứa 7 đột biến trong số L10F/I, K20I/M, M46I/L, G48V, I50V, I54A/M/S/T/V, L63T, V82A/F/S, G16E, V32I, L33F, E34Q, K43T, I47V, G48M/V, Q58E,

G73T, T74S, và L89I/M có IC50 tăng khoảng 10 lần. Đột biến tạo các vị trí 50, 54 và 82 đặc biệt ảnh hưởng tới kiểu hình kháng thuốc (Parkin 2003, Jimenez 2005).

Hiện tượng chọn lọc kháng LPV in vivo đã được mô tả ở 54 bệnh nhân thất bại điều trị với LPV/r. Đột biến tại các vị trí 82, 54 và 46 là các đột biến hay gặp. Các đột biến khác như L33F, I50V hoặc V32I cùng với I47V/I ít gặp hơn. Các đột biến mới tại vị trí 84, 90 và 71 đều không thấy (Mo 2005).

Đột biến I47A, vốn rất hiếm gặp từ khi LPV được đưa ra sử dụng, làm giảm ái tính gắn với LPV và gây giảm độ nhạy từ 86 đến >110 lần. Ngược lại, I47A lại gây tăng nhạy cảm với SQV do tăng ái tính gắn với SQV (Kagan 2005).

Một nhóm nghiên cứu viên người Đức đã thông báo rằng thậm chí khi có 5-10 đột biến PI, thường gây kháng chéo nhiều PI, hiện tượng tái nhạy cảm vẫn có thể xảy ra. Đột biến L76V, thường xảy ra với LPV và rất hiếm với APV, gây kháng mức độ cao với LPV, fos-APV và darunavir, nhưng lại gây tái nhạy cảm với ATV, SQV và tipranavir (Müller 2004, DeMeyer 2006b).

Đặc điểm kháng thuốc của atazanavir cũng khác với các PI khác. Ở bệnh nhân thất bại điều  trị với phác đồ bậc 1 chứa ATV, đột biến I50L thường xuất hiện kèm với A71V, K45R, và/hoặc G73S. Tuy vậy, I50L lại làm tăng nhạy cảm với các PI khác. Các chủng chứa I50L+A71V có ái tính gắn với HIV protease tăng 2-9 lần. Thậm chí khi có các đột biến chính và phụ khác, I50L vẫn có thể làm tăng nhạy cảm với các PI khác (Colonno 2002, Colonno 2004a, Weinheimer 2005, Yanchunas 2005). Ở các bệnh nhân dùng nhiều PI, đột biến I50L chỉ xuất hiện ở 1/3 số bệnh nhân thất bại điều trị ATV (Colonno 2004b).

Ở các bệnh nhân đã dùng PI, kháng chéo một phần với ATV có thể xảy ra (Snell 2003). Sự tích lũy các đột biến như L10I/V/F, K20R/M/I, L24I, L33I/F/V, M36I/L/V, M46I/L, M48V, I54V/L, L63P, A71V/T/I, G73C/S/T/A, V82A/F/S/T, L90M và đặc biệt là I84V dẫn tới giảm nhạy cảm với ATV. Trong chương trình mở rộng sử dụng atazanavir không tăng cường, số lượng các đột biến PI tương quan với thay đổi tải lượng virus. Đối với atazanavir không tăng cường, ngưỡng kháng thuốc sẽ được đáp ứng khi có 3 hoặc 4 đột biến PI; với atazanavir tăng cường, kháng thuốc xảy ra khi có từ 6 đột biến trở lên (Colonno 2004b, Gianotti 2005).

Điểm kháng thuốc Reyaphar đã được một nhóm nghiên cứu người Pháp phát triển và bao gồm các đột biến sau L10I/F/R/V, K20I/M/R, L241, M461/L, 154L/M/T/V, Q58E, L63P, A71I/L/V/T, G73A/C/F/T, V771, V82A/F/S/T, 184V và L90M. Khi có < 5 đột biến Reyaphar, VL giảm 1.4 log sau 12 tuần, khi có  ≥ 5 đột biến, VL chỉ giảm 0.5 log (Pellegrin 2006).

Một cách tính điểm kháng thuốc với atazanavir khác bao gồm các đột biến 10F/I/V, 16E, 33I/F/V, 46I/L, 60E, 84V, 85V và 90M. Trong một nghiên cứu 63 bệnh nhân, hiệu quả của atazanavir tăng cường đã bị giảm rõ khi có từ 3 đột biến trở lên (Vora 2006).

Các PI thế hệ 2

Tipranavir là PI không peptid đầu tiên và có tác dụng tốt với các virus mang nhiều đột biến PI. Kể cả khi giảm nhạy cảm với darunavir, vẫn có khoảng một nửa trong số 586 mẫu bệnh phẩm vẫn còn nhạy với tipranavir (De Meyer 2006a).

Giảm độ nhạy được dự báo là sẽ xảy ra khi có ít nhất 3 PRAMs (protease inhibitor-resistance associated mutations) – còn gọi là UPAMs (universal PI-associated mutations). PRAMs bao gồm: L33I/V/F, V82A/F/L/T, I84V và L90M. Tuy vậy, giảm VL 1.2 log trong thời gian ngắn đã đạt được sau 2 tuần điều trị boosted tipranavir kết hợp với phác đồ nền (NRTI) tối ưu, trong khi nếu dùng boosted amprenavir, saquinavir hoặc lopinavir, mức giảm VL chỉ là 0.2- 0.4 log (Cooper 2003, Johnson 2006, Mayers 2004).

Khi phân tích 291 bệnh nhân từ 3 thử nghiệm lâm sàng ở pha II, các đột biến V82T, V82F và V82L chứ không phải L90M và V82A mới liên quan tới kháng TPV. Các đột biến D30N, I50V và N88D làm tăng nhạy cảm với TPV (Kohlbrenner 2004).

Khi kết hợp phân tích các nghiên cứu pha II và pha III, một bảng điểm đột biến tipranavir đã được thiết lập với 21 đột biến tại 16 vị trí (I10V, I13V, K20M/R/V, L33F, E35G, M36I, N43T, I47V, I54A/M/V, Q58E, H69K, T74P, V82L/T, N83D và I84V). Phân tích hồi quy cho thấy cứ mỗi điểm tăng lên làm đáp ứng virus giảm 0.16 log. Khi có từ 4-7 đột biến sẽ dẫn tới giảm đáp ứng với tipranavir ở mức vừa phải. Điều trị tipranavir có thể thất bại nếu có từ 8 đột biến trở lên (Baxter 2006).

Trong các thí nghiệm in vitro, L33F và I84V là các đột biến đầu tiên được chọn lọc bởi TPV, nhưng độ nhạy chỉ giảm 2 lần. Đến cuối giai đoạn thực nghiệm, các virus chứa 10 đột biến (L10F, I13V, V32I, L33F, M36I, K45I, I54V, A71V, V82L, I84V) và độ nhạy giảm 87 lần (Doyon 2005). Các đột biến kháng thuốc tương tự cũng được phát hiện ở các chủng virus phân lập trên lâm sàng từ các bệnh nhân điều trị TPV (L10F, I13V, K20M/R/V, L33F, E35G, M36I, K43T, M46L, I47V, I54A/M/V, Q58E, H69K, T74P, V82L/T, N83D, I84V) (Croom 2005).

Darunavir, là một PI không peptide, có tác dụng rất tốt in vitro và in vivo với nhiều loại virus kháng PI. Kháng thuốc xuất hiện in vitro chậm hơn so với nelfinavir, amprenavir hay lopinavir. Kháng TMC 114 xảy ra với đột biến R41T và K70E, và 2 đột biến này cũng làm giảm khả năng nhân bản. Một virus với độ nhạy TMC 114 giảm 10 lần vẫn có độ nhạy giảm < 10 lần với các PI hiện hành khác (không tính tới atazanavir), ngoại trừ saquinavir (De Meyer 2002, De Meyer 2003, De Meyer 2005).

Phân tích phối hợp các nghiên cứu lâm sàng POWER 1, 2 và 3 cho thấy sự hiện diện của một số đột biến đặc hiệu ban đầu trước điều trị đã làm giảm đáp ứng virus (tức là V11I, V32I, L33F, I47V, I50V, I54L/M, G73S, L76V, I84V, và L89V). Các đột biến V32I, L33F, I47V, I54L hay L89V xuất hiện ở ≥ 10 % số đối tượng thất bại điều trị (De Béthune 2006). Thất bại từ trước với lopinavir không dự báo đáp ứng virus với TMC 114 (Koh 2003, Peters 2004).

Trong số 447 bệnh nhân đã từng điều trị PI và có trung bình 8 đột biến PI và 3 đột biến chính PI, 30-47% trong các nhánh điều trị TMC 114 đã đạt VL < 50 bản sao/ml trong khi nhóm chứng chỉ đạt 10% (Katlama 2005).

Mười một (11) đột biến ban đầu ở 10 vị trí có liên quan tới giảm đáp ứng với darunavir ở bệnh nhân đã từng điều trị PI: V11I, V32I, L33F, I47V, I50V/L, I54L/M, G73S, L76V, I84V và L89V. Khi có ít nhất 3 hoặc 4 đột biến thì đáp ứng với darunavir là tồi. Tuy nhiên, các đột biến đơn lẻ của bảng đột biến darunavir này có lẽ có tác động khác nhau lên độ nhạy của darunavir theo thứ tự I50V, sau đó là I54M, L76V và I84V, rồi đến V32I, L33F và I47V. V11I, I54L, G73S và L89V có tác động ít nhất. Cách phân hạng đột biến này vẫn cần được chứng thực.

Các đột biến mới xuất hiện khi điều trị darunavir thất bại là V32I, L33F, I47V, I54L và L89V. Số lần thay đổi của IC50 darunavir là 8.14. Tipranavir không có hiện tượng tăng IC50, số lần thay đổi tương ứng là 0.82. Khoảng 50% số virus vẫn còn nhạy với tipranavir. Ngược lại, trên 50% số chủng giảm nhạy cảm với tipranavir vẫn còn nhạy với darunavir (De Meyer 2006a, De Meyer 2006b, Johnson 2006, Prezista US Product Information 2006).

Các thuốc ức chế gắn kết

Phần này chỉ tập trung vào các đột biến kháng T-20. Vùng gen gp41 có các vị trí có độ biến thiên cao và các vùng bảo tồn. Có lẽ không có sự khác biệt giữa virus nhóm B và không B. Các vị trí đa hình đều có ở tất cả các vùng của gp41. Vùng lặp hepta 2 (HR2) có độ biến thiên cao nhất. Kháng T-20 tiên phát là một hiện tượng hiếm (Wiese 2005).

Giảm hiệu lực của thuốc thường xuất hiện khi có các đột biến ở vị trí gắn T-20, tức là vùng lặp hepta 1 (HR1) của gp41. Đặc biệt các đột biến ở vị trí 36 và 45 xuất hiện, thường là các đột biến thay thế ở các vị trí 36, 38, 40, 42, 43 và 45 (ví dụ G36D/E/S, 38A/M/E, Q40H/K/P/R/T, N42T/D/S, N43D/K, hoặc L45M/L).

Sự thay đổi IC50, có thể từ £ 10 lần tới vài trăm lần, phụ thuộc vào vị trí đột biến và sự thay thế các amino acid. Sự suy giảm độ nhạy sẽ cao hơn khi có đột biến kép. Với các đột biến kép như G36S+L44M, N42T+N43K, N42T+N43S hoặc Q40H+L45M, người ta đã thấy có hiện tượng giảm độ nhạy > 250 lần. Các đột biến khác kèm theo ở HR2 và vùng vỏ cũng gây kháng T-20 (Sista 2004, Mink 2005). Ở các chủng chứa duy nhất đột biến G36D, giảm độ nhạy có thể từ 4 đến 450 lần. Ở chủng có độ nhạy giảm 450 lần, người ta thấy có sự thay đổi dị hợp tử ở vị trí 126 của HR2 (N/K).

Trong một nghiên cứu nhỏ, 6/17 bệnh nhân thất bại điều trị có đột biến S138A ở vùng HR2 của gp41 – thường kèm theo đột biến ở vị trí 43 ở vùng HR1 và các thay đổi của HR2 ở các vị trí đa hình (Xu 2004).

Khả năng nhân bản (RC) của virus khi có các đột biến HR1 giảm đi rõ rệt khi so sánh với virus hoang dại với thứ tự virus hoang dại > N42T > V38A > N42T, N43K » N42T, N43S > V38A, N42D » V38A, N42T (Lu 2004). Khả năng nhân bản và độ nhạy với T-20 luôn ngược nhau (r=0.99, p < 0.001) (Lu 2004).

Các thuốc mới

Dưới đây là đặc điểm kháng thuốc của một số ARV mới được sản xuất.

• TMC 125 (Etravirine) là một NNRTI thế hệ 2, có tác dụng với các virus mang đột biến kháng NNRTI như L100I, K103N, Y188L và/hoặc G190A/S.

Trong một nghiên cứu 25 chủng virus chứa một hoặc hai đột biến NNRTI, etravirine vẫn còn tác dụng đối với 18 chủng với thay đổi IC50 nhỏ (dưới 4 lần). Tăng IC50 trên 10 lần chỉ gặp ở 3 chủng. Kiểu gen kháng thuốc ở một ca là tổ hợp L100I+K103N, và ở 2 ca khác là đột biến đơn Y181I và F227C. Tuy vậy, tỷ lệ gặp các đột biến đó khá nhỏ: 3 % đối với L100I+K103N và ≤ 0.5 % đối với Y181I và F227C (Andries 2004). Etravirine có hàng rào di truyền cao hơn các NNRTI khác do khả năng gắn với men sao chép ngược rất uyển chuyển của nó. Kháng mức độ cao chỉ gặp khi có nhiều đột biến. Sau vài lần cấy truyền in vitro, quần thể virus chứa đột biến V179F và Y181C. Các đột biến khác được chọn lọc in vitro là L100I, E138K, Y188H, G190E, M230L, M230L và V179I (Brillant 2004, Vingerhoets 2005).

Trong một nghiên cứu có đối chứng giả dược với etravirine, sau khi hiệu chỉnh với các đột biến NNRTI khác và với việc sử dụng T-20, đáp ứng virus là tương đương cho dù có hay không có K103N. Đột biến Y181C gây giảm đáp ứng virus (Vingerhoets 2006).

Ở bệnh nhân có kháng NNRTI và ít nhất 3 đột biến chính PI, đáp ứng virus khi dùng etravirine+xương sống tối ưu đã giảm đi cùng với số lượng đột biến NNRTI. Ở bệnh nhân không có đột biến NNRTI lúc ban đầu, lượng VL giảm trung bình sau 48 tuần là 1.67 log ở nhóm dùng 800 mg. Khi có 1, 2 hoặc 3 đột biến, VL giảm tương ứng 1.38, 0.9 và 0.54 log (Cohen 2006).

Trong nghiên cứu Duet, 13 đột biến kháng TMC 125 đã được xác định : V90I, A98G, L100I, K101E/P, V106I, V179D/F, Y181C/I/V, G190A/S. Khi có từ 0-2 đột biến TMC 125, đáp ứng virus không bị ảnh hưởng, nhưng khi có từ 3 đột biến trở lên, đáp ứng virus giảm rõ (Mills 2007, Katlama 2007)

• TMC 278 (Rilpivirin) là một NNRTI thế hệ 2 khác, có tác dụng với các virus kháng NNRTI và có hàng rào di truyền tương đương với TMC 125 (Goebel 2005, De Béthune 2005).
• Thuốc đối kháng CCR5: khi thất bại điều trị maraviroc hoặc vicriviroc, người ta thấy có những thay đổi amio acid ở vòng V3 của glycoprotein vỏ HIV-1, nhưng hình thái thay đổi thì khác nhau giữa các bệnh nhân. Mức bình nguyên của % ức chế tối đa đã được xác định là chỉ điểm của kháng Ngược lại, những thay đổi IC50 không được xác định là chỉ điểm kháng maraviroc. Những phát hiện này thống nhất với việc các chủng kháng maraviroc sử dụng cả phân tử CCR5 tự do và lẫn các phân tử đã bị maraviroc chiếm. Trong một số ca, người ta đã thấy sự chuyển đổi virus từ R5 sang X4. Tuy nhiên, ngay cả trong nhóm chứng cũng có hiện tượng chuyển đổi đồng thụ thể. Đánh giá thất bại về kiểu gen và kiểu hình với maraviroc vẫn cần nghiên cứu thêm (Landovitz 2006, Greaves 2006, Mori 2007).

• Thuốc ức chế integrase: phân tích kiểu gen của các bệnh nhân thất bại phác đồ bậc 1 gồm raltegravir, tenofovir và lamivudine đã phát hiện 2 ca mang đột biến đặc hiệu N155H, trong 1 ca còn có thêm các đột biến kháng integrase khác. Một số bệnh nhân thất bại điều trị chỉ mang một đột biến 3TC (Markowitz 2007). Trong các bệnh nhân đã từng điều trị, thất bại raltegravir liên quan tới 1 trong 2 con đường: N155H hoặc Q148K/R/H. Các đột biến thứ phát thường gặp cùng N155H là V151I, T97A, G163R, L74M và Các virus kháng thuốc xuất hiện theo con đường Q148H/R/K thường chọn lọc các đột biến E138K và G140S/A. Một con đường khác gây kháng raltegravir là Y143R/C cùng với L74A/I, E92Q, T97A, I203M, và S230R (Cooper 2007, Steigbigel 2007, Hazuda 2007).

Các đột biến xuất hiện theo sau N155H hay Q148K/R/H làm tăng kháng thuốc. Cả 2 con đường đều dẫn tới kháng elvitegravir. Những đột biến hay gặp với elvitegravir là E92Q, E138K, Q148R/H/K, và N155H. Có kháng chéo mức độ cao giữa raltegravir và elvitegravir khi có Q148H/R+G140S (Mc Coll 2007, DeJesus 2007)

Tổng kết

Ở những quốc gia tiếp cận được với ARV, kháng thuốc tiên phát đã gặp ở ≥10% bệnh nhân chưa từng điều trị. Với sự trợ giúp của các xét nghiệm kháng thuốc trước khi điều trị ARV, đáp ứng virus đã được cải thiện . Virus bùng phát chủ yếu xảy ra do sự xuất hiện các chủng HIV kháng thuốc. Khi thất bại điều trị về virus, các quyết định phác đồ tiếp theo phải dựa trên xét nghiệm kháng thuốc.

Các nghiên cứu dược kinh tế học đã cho thấy các xét nghiệm đó cũng có hiệu quả kinh tế đối với cả bệnh nhân chưa bao giờ điều trị cũng như bệnh nhân đã điều trị nhiều thuốc (Sax 2005, Corzillius 2004, Weinstein 2001). Trong vài năm gần đây, các hướng dẫn điều trị của một số quốc gia và quốc tế đã khuyến cáo xét nghiệm kháng thuốc. Các xét nghiệm kháng thuốc (trước điều trị và khi thất bại) hiện đã được bảo hiểm y tế ở một vài nước chi trả.

Hiện cả xét nghiệm kiểu gen và kiểu hình đều có độ tin cậy giữa các xét nghiệm và trong một xét nghiệm khá tốt. Tuy nhiên việc phiên giải kết quả xét nghiệm kiểu gen thường phức tạp  và cần cập nhật liên tục các hướng dẫn. Các thuốc mới như thuốc kháng CCR5 và kháng intergrase cũng phải được đánh giá. Việc quyết định ngưỡng gây kháng thuốc có ý nghĩa lâm sàng là rất quan trọng để sử dụng xét nghiệm kiểu hình.

Thậm chí khi thất bại điều trị cần tính đến nhiều yếu tố khác như tuân thủ, sự chuyển hóa thuốc và nồng độ thuốc, xét nghiệm kháng thuốc vẫn đóng vai trò vô cùng quan trọng để tối ưu hóa điều trị ARV.

Cuối cùng, cần nhấn mạnh rằng kể cả khi có các xét nghiệm được phiên giải tốt, chỉ các bác  sỹ chuyên khoa HIV mới có thể bắt đầu, dừng hoặc thay đổi phác đồ tùy theo từng tình huống lâm sàng và đặc điểm tâm lý của từng bệnh nhân.

Bảng các đột biến kháng thuốc

TAMs = thymidine analog mutations

* T69SSX cùng với T215Y/F và các TAM khác dẫn tới kháng mức độ cao với tất cả các NRTI và TDF

*PRAMs (protease inhibitor resistance associated mutations) bao gồm các đột biến sau: L33I/F/V, V82A/F/S/T, I84V và L90M. Chúng gây ra kháng chéo giữa các PI.

Giảm độ nhạy rõ rệt hơn khi có đột biến kép.