Xanh methylen và sốt rét: sử dụng trong lịch sử và các thử nghiệm hiện đại

Năm 1891, hai bệnh nhân sốt rét được điều trị bằng một loại thuốc nhuộm vải màu xanh. Paul Guttmann và Paul Ehrlich nhận thấy xanh methylen nhuộm chọn lọc ký sinh trùng sốt rét, và họ suy luận rằng một chất nhuộm đủ chọn lọc để tìm ra ký sinh trùng có thể cũng đủ chọn lọc để gây hại cho nó. Cả hai bệnh nhân đều hồi phục. Thí nghiệm đó đã đưa xanh methylen trở thành thuốc chống sốt rét tổng hợp đầu tiên, nhiều thập kỷ trước khi chloroquine xuất hiện.

Sau đó, trong phần lớn thế kỷ hai mươi, loại thuốc nhuộm này dần mất vị thế. Các thuốc tổng hợp được dung nạp tốt hơn đã thay thế nó, và đến thời hiện đại, nó chủ yếu còn được sử dụng làm thuốc thử trong phòng thí nghiệm, chất nhuộm chẩn đoán và thuốc cấp cứu cho một rối loạn máu khác. Vì vậy, việc nó quay trở lại nghiên cứu sốt rét tại Burkina Faso và Mali không phải là sự hoài niệm. Các nhà nghiên cứu có một giả thuyết cụ thể: chính đặc tính hóa học oxy hóa-khử khiến chất này có khả năng nhuộm có thể làm rối loạn cơ chế bảo vệ oxy hóa-khử của ký sinh trùng, và tác động của nó lên giai đoạn có khả năng lây truyền của ký sinh trùng có thể làm được điều mà các thuốc tiêu chuẩn chưa làm tốt. Để kiểm nghiệm giả thuyết đó, mỗi lần đều phải nêu rõ phối hợp thuốc, loài ký sinh trùng và tiêu chí đánh giá, bởi thay đổi bất kỳ yếu tố nào trong số này cũng làm thay đổi kết luận.

Sự phân biệt rộng hơn giữa thuốc được cấp phép và các ứng dụng đang được nghiên cứu được trình bày trong xanh methylen trong y học. Sốt rét thuộc nhóm ứng dụng đang được nghiên cứu: có hoạt tính sinh học, đã được thử nghiệm trong các phối hợp thuốc, nhưng không phải phương pháp điều trị tiêu chuẩn theo hướng dẫn.

Vì sao thuốc nhuộm của Ehrlich có tác dụng và vì sao nó bị từ bỏ

Các ghi chép ban đầu là một ví dụ điển hình về cách đọc bằng chứng trước thời nghiên cứu hiện đại. Một bài tổng quan năm 1904 về 425 ca được báo cáo ước tính tỷ lệ đáp ứng khoảng 85 phần trăm, nhưng những ca này có từ trước khi có phân nhóm ngẫu nhiên, tiêu chí đánh giá chuẩn hóa, xác nhận loài và giám sát kháng thuốc. Chúng cho thấy hợp chất này có hoạt tính chống sốt rét đáng để tiếp tục nghiên cứu, chứ không xác lập một tỷ lệ chữa khỏi có thể so sánh với thử nghiệm hiện đại.

Việc từ bỏ phản ánh những vấn đề thực tế hơn là sự bác bỏ tác dụng. Xanh methylen làm nước tiểu chuyển sang màu xanh lam hoặc xanh lục, nhuộm màu các mô và gây các triệu chứng ở đường tiêu hóa và tiết niệu, bao gồm nôn và tiểu đau ở các liều được dùng khi đó. Các thuốc mới hơn loại bỏ ký sinh trùng mà không nhuộm màu bệnh nhân. Bài tổng quan lịch sử lần theo quá trình từ xanh methylen đến chloroquine kể lại quá trình thay thế đó, còn bài tổng quan về các thuốc chống sốt rét nhóm phenothiazinium tập hợp các giả thuyết cơ chế đã duy trì sự quan tâm của giới nghiên cứu sau khi việc sử dụng lâm sàng suy giảm.

Về cơ chế, mô tả phù hợp nhất là chất nhuộm này có hoạt tính oxy hóa-khử, thay vì chỉ tác động lên một đích duy nhất. Nó ức chế glutathione reductase của ký sinh trùng trong ống nghiệm, đồng thời luân chuyển electron theo những cách làm tiêu hao năng lực khử mà ký sinh trùng cần và tạo ra stress oxy hóa; tác động cản trở quá trình khử độc heme cũng đã được đề xuất. Cơ chế nào chiếm ưu thế trong cơ thể bệnh nhân vẫn chưa rõ. Hệ quả quan trọng không nằm ở đích tác động chính xác mà ở tính đặc hiệu theo giai đoạn: xanh methylen có hoạt tính đặc biệt mạnh đối với giao bào, giai đoạn hữu tính mà muỗi phải hút vào để sự lây truyền tiếp diễn. Các phối hợp artemisinin tiêu chuẩn loại bỏ ký sinh trùng vô tính gây bệnh cho bệnh nhân nhưng có thể để lại giao bào trưởng thành. Một thuốc rút ngắn thời gian mang giao bào hoặc khiến giao bào không còn khả năng gây nhiễm sẽ tác động trực tiếp vào sự lây truyền.

Các thử nghiệm hiện đại đã kiểm tra điều gì

Mọi kết quả hiện đại dưới đây đều là kết quả của phối hợp thuốc. Liều, thuốc phối hợp, loài và tiêu chí đánh giá đều là một phần của kết quả nghiên cứu.

Hai xu hướng nhất quán xuyên suốt các nghiên cứu này. Thứ nhất, chất nhuộm thực sự có hoạt tính chống Plasmodium falciparum, nhưng khi dùng đơn độc, nó loại bỏ ký sinh trùng quá chậm và để ký sinh trùng tái tăng sinh; một nghiên cứu nhỏ ở người lớn kết luận rằng cần phối hợp nó với một thuốc tác dụng nhanh. Thứ hai, giá trị bổ sung có tính lặp lại cao nhất của nó so với một phối hợp hiện đại được lựa chọn đúng nằm ở các tiêu chí giao bào và lây truyền, chứ không phải mức tăng lớn về tỷ lệ chữa khỏi thông thường. Nghiên cứu cho muỗi hút máu trực tiếp qua màng tại Mali là minh chứng rõ nhất cho nhận định thứ hai này, vì muỗi hút máu của người tham gia có khả năng bị nhiễm thấp hơn rất nhiều.

Giới hạn theo loài quan trọng không kém giới hạn của phối hợp thuốc. Về cơ bản, toàn bộ bằng chứng lâm sàng hiện đại có sức thuyết phục đều liên quan đến sốt rét falciparum. Với sốt rét vivax, dữ liệu lâm sàng là các quan sát lịch sử, bên cạnh nghiên cứu hiện đại trong ống nghiệm và cho muỗi hút máu, bao gồm tính nhạy với chất nhuộm ở nồng độ nanomolar thấp của các mẫu phân lập tại khu vực Thái Lan-Myanmar và khả năng ngăn lây truyền mạnh trong một nghiên cứu cho muỗi hút máu năm 2024. Không kết quả nào trong số đó xác lập khả năng chữa khỏi các thể vivax trong máu, và cũng không kết quả nào giải quyết các thể ngủ trong gan gây tái phát vivax, vốn đòi hỏi quyết định điều trị riêng theo loài. Khái quát hóa một kết quả về lây truyền falciparum thành nhận định về mọi ký sinh trùng là lặp lại sai lầm lâu đời nhất trong lĩnh vực này. Thư viện nghiên cứu tách riêng kết quả thử nghiệm trên người và kết quả thực nghiệm thành các cột chính vì lý do đó.

An toàn gắn liền với phác đồ

Ba nguy cơ cần được xem xét rõ ràng vì chúng quyết định ai tuyệt đối không nên tự thử nghiệm.

Thiếu glucose-6-phosphate dehydrogenase tạo ra nguy cơ tan máu. Một phân tích gộp bốn nghiên cứu nhi khoa tại Burkina Faso với 1,005 trẻ cho thấy mức giảm hemoglobin lớn hơn đôi chút khi dùng chất nhuộm ở những người thiếu enzyme hoàn toàn, với hai đợt tan máu ở trẻ thiếu enzyme hoặc dị hợp tử được điều trị bằng chất nhuộm. Nhãn thuốc xanh methylen dạng tiêm tại Hoa Kỳ chống chỉ định sử dụng ở người thiếu G6PD vì có thể xảy ra tan máu nặng. Các phác đồ sốt rét đường uống khác với liều cấp cứu đường tĩnh mạch, nên không thể quy đổi các con số trên nhãn thành giới hạn liều cho sốt rét, nhưng nguy cơ về mặt sinh học vẫn cùng hướng. Sàng lọc và giám sát phải là một phần của mọi việc sử dụng được xem xét nghiêm túc.

Tương tác với các thuốc tác động lên serotonin cũng cần được xem xét song song. Xanh methylen dùng toàn thân ức chế monoamine oxidase và có thể gây hội chứng serotonin khi dùng cùng thuốc ức chế tái hấp thu serotonin chọn lọc, thuốc ức chế tái hấp thu serotonin-norepinephrine, thuốc ức chế monoamine oxidase, cùng một số opioid và thuốc ho; đã có báo cáo về các trường hợp tử vong. Tương tác, chống chỉ định và việc theo dõi được trình bày chi tiết trong tác dụng phụ, chống chỉ định và an toàn.

Khả năng dung nạp là rào cản ít được chú ý hơn. Nước tiểu xanh lam-xanh lục là hiện tượng dự kiến và lành tính, nhưng đủ dễ thấy để làm giảm mức độ chấp nhận từ thập niên 1890. Nôn phụ thuộc vào liều và dạng bào chế, đã khiến người tham gia rút khỏi các thử nghiệm nhi khoa, với tỷ lệ lên tới 40 phần trăm ở người dùng chất nhuộm so với 14 phần trăm ở người dùng primaquine trong một phép so sánh về sau. Với những trẻ nôn thuốc ra, hiệu quả của thuốc chỉ còn tồn tại trên giấy.

Vì sao bằng chứng này không ủng hộ việc tự điều trị

Hướng dẫn sốt rét hiện hành yêu cầu xác nhận ký sinh trùng và lựa chọn điều trị dựa trên loài, mức độ nặng, tình hình kháng thuốc theo vùng địa lý, tuổi và cân nặng, tình trạng mang thai và G6PD, trong đó các phối hợp artemisinin là tiêu chuẩn cho bệnh do falciparum. Không có gì trong tài liệu nghiên cứu về chất nhuộm thay thế được quy trình ra quyết định đó. Đơn trị liệu quá chậm, lựa chọn thuốc phối hợp quyết định khả năng chữa khỏi, thể ngủ vivax cần điều trị riêng, tình trạng G6PD giới hạn việc sử dụng, và các thuốc tác động lên serotonin dùng đồng thời tạo ra tương tác nguy hiểm. Điều trị không đúng có thể để nhiễm falciparum tái tăng sinh, bỏ sót tái phát vivax, gây tan máu và tạo áp lực thuốc yếu thuận lợi cho kháng thuốc.

Một bản tổng kết trung thực có phạm vi hẹp hơn điều mà cả người ủng hộ lẫn người bác bỏ mong muốn. Một chất nhuộm của thế kỷ mười chín có tác dụng dược lý thực sự trong thế kỷ hai mươi mốt, với đóng góp hiện đại rõ nhất là ngăn lây truyền falciparum khi được bổ sung vào một phối hợp phù hợp dưới sự giám sát của thử nghiệm. Đó là kết quả về việc gián đoạn lây lan trong các quần thể được nghiên cứu, không phải hướng dẫn tự điều trị.