March 23, 2026
Giác hơi đã được sử dụng trong y học hàng nghìn năm, với các ghi chép lịch sử có từ Ai Cập cổ đại, Hy Lạp và Trung Quốc. Trong số các loài giác hơi y học khác nhau, *Hirudo nipponia* (giác hơi y học Nhật Bản hoặc giác hơi y học châu Á) giữ vị trí nổi bật trong y học cổ truyền Trung Quốc, nơi nó đã được ghi nhận chính thức trong các dược điển để điều trị các bệnh tim mạch và mạch máu não. Không giống như loài đồng loại châu Âu *Hirudo medicinalis*, *H. nipponia* có nguồn gốc từ Đông Á và ngày càng được giới khoa học quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây.Bài báo này xem xét các ứng dụng y tế đương đại của *Hirudo nipponia*, làm nổi bật những khám phá gần đây nhờ các công nghệ bộ gen và bộ phiên mã, cũng như các thực hành lâm sàng đã được thiết lập được hỗ trợ bởi bằng chứng huyết động học.Phân tích tiến hóa phân tử cho thấy các gen chống huyết khối trong *H. nipponia* đang chịu áp lực chọn lọc tinh lọc, cho thấy tầm quan trọng chức năng của chúng được bảo tồn theo tiến hóa. Các mô hình biểu hiện của các họ gen này không khác biệt đáng kể giữa hai loài, cho thấy sự tương đồng về chức năng. Nguồn tài nguyên bộ gen này đại diện cho bộ sưu tập các đại phân tử sinh học chống huyết khối toàn diện nhất từ giác hơi y học châu Á cho đến nay và sẽ tạo điều kiện cho các nỗ lực phát triển thuốc trong tương lai.2.1 Hirudin-HN: Chất ức chế Thrombin mạnhHirudin-HN được mã hóa bởi một cDNA dài 270 bp, dịch mã thành một protein gồm 89 axit amin chứa một peptide tín hiệu dài 20 axit amin. Protein trưởng thành có các đặc điểm cấu trúc điển hình của họ hirudin, bao gồm ba liên kết disulfide được bảo tồn và các motif PKP và DFxxIP đặc trưng. Các xét nghiệm chức năng sử dụng cơ chất màu (S2238) và phân tích cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) đã xác nhận rằng hirudin-HN thể hiện hoạt tính chống đông máu mạnh mẽ thông qua liên kết trực tiếp với thrombin.
Một phát hiện quan trọng từ nghiên cứu này là cấu trúc đầu N của protein trưởng thành là cần thiết cho hoạt tính chống đông máu của nó. So sánh giữa protein tái tổ hợp đầy đủ chiều dài (Hir) và phiên bản bị cắt cụt (M-Hir) cho thấy miền đầu N là không thể thiếu đối với ái lực với thrombin. Mối quan hệ cấu trúc-chức năng này cung cấp nền tảng cho thiết kế thuốc hợp lý nhằm tối ưu hóa hiệu quả chống huyết khối.
2.2 HnSaratin: Chất chống kết tập tiểu cầu liên kết với CollagenHnSaratin thể hiện kiến trúc cấu trúc đặc biệt: vùng đầu N gấp thành một miền hình cầu được ổn định bởi ba liên kết disulfide với cấu trúc xoắn ββαβββ, trong khi vùng đầu C vẫn linh hoạt. Hai gốc glutamate trong miền hình cầu chịu trách nhiệm liên kết với các gốc lysine của collagen, do đó cạnh tranh ức chế tương tác giữa yếu tố von Willebrand (vWF) và collagen. Vì sự bám dính của tiểu cầu qua trung gian vWF là một bước quan trọng trong sự hình thành huyết khối, nên sự ức chế này có hiệu quả ngăn chặn sự kết tập tiểu cầu tại các vị trí tổn thương mạch máu.
Những tiến bộ gần đây trong bộ gen học so sánh đã cung cấp một kho đầy đủ các gen chống huyết khối trong *H. nipponia*. Một bộ gen chất lượng cao được lắp ráp cùng với phân tích biểu hiện dựa trên RNA-seq đã xác định 22 họ gen chống huyết khối, bao gồm 14 chất ức chế đông máu, 4 chất ức chế kết tập tiểu cầu, 3 chất tăng cường tiêu sợi huyết và 1 chất tăng cường xuyên mô. Tổng số gen chống huyết khối trong *H. nipponia* được xác định là 86, với số lượng tương đương được quan sát thấy ở loài có quan hệ gần gũi *Hirudo tianjinensis*.Phân tích tiến hóa phân tử cho thấy các gen chống huyết khối trong *H. nipponia* đang chịu áp lực chọn lọc tinh lọc, cho thấy tầm quan trọng chức năng của chúng được bảo tồn theo tiến hóa. Các mô hình biểu hiện của các họ gen này không khác biệt đáng kể giữa hai loài, cho thấy sự tương đồng về chức năng. Nguồn tài nguyên bộ gen này đại diện cho bộ sưu tập các đại phân tử sinh học chống huyết khối toàn diện nhất từ giác hơi y học châu Á cho đến nay và sẽ tạo điều kiện cho các nỗ lực phát triển thuốc trong tương lai.3. Peptide kháng khuẩn: Chống lại kháng kháng sinh3.1 Khám phá Hirunipin-2Phân tích bộ phiên mã: Các công cụ tin sinh học dựa trên AI đã đánh giá độ ổn định cấu trúc, chức năng kháng khuẩn và chống viêm của các bản phiên mã tuyến nước bọt, cho ra 19 peptide ứng cử viên.
Sàng lọc thông lượng cao: Công nghệ 3D HT-HTS cho phép đánh giá đồng thời nhiều ứng cử viên với hình ảnh thời gian thực về cơ chế kháng khuẩn.
Xác nhận chức năng: Hirunipin-2 thể hiện hoạt tính mạnh mẽ chống lại vi khuẩn kháng đa thuốc (vi khuẩn MDR, còn gọi là siêu vi khuẩn).
Hiệu quả của Hirunipin-2 đã được đánh giá bằng hình ảnh chụp cắt lớp toàn phần 3D không dán nhãn, cho phép quan sát thời gian thực các phản ứng của vi khuẩn mà không cần nhuộm màu hoặc xử lý sơ bộ khác có thể cản trở các quá trình sinh học tự nhiên. Công nghệ này cho thấy Hirunipin-2 ức chế hiệu quả sự phát triển của vi khuẩn và quan trọng hơn là phá vỡ màng sinh học đã hình thành do vi khuẩn kháng đa thuốc.3.3 Tác dụng hiệp đồng với kháng sinh thông thường
Một phát hiện đặc biệt hứa hẹn là Hirunipin-2 thể hiện tác dụng hiệp đồng khi kết hợp với các kháng sinh hiện có, bao gồm tetracycline và rifampicin. Sự hiệp đồng này cho thấy Hirunipin-2 có thể đóng vai trò là chất bổ trợ kháng sinh, tăng cường hiệu quả của thuốc thông thường đồng thời cho phép giảm liều và giảm độc tính.
Việc phát hiện ra Hirunipin-2 có ý nghĩa vì một số lý do. Thứ nhất, peptide kháng khuẩn có nguồn gốc từ các sản phẩm tự nhiên thường có xu hướng gây kháng thuốc thấp và độc tính thấp đối với tế bào người. Thứ hai, cơ chế tác động đa mục tiêu của các peptide như vậy khiến vi khuẩn khó phát triển kháng thuốc thông qua đột biến đơn lẻ. Thứ ba, sự kết hợp giữa cơ sở dữ liệu sản phẩm tự nhiên với các công nghệ hình ảnh tiên tiến đại diện cho một sự thay đổi mô hình trong khám phá thuốc kháng khuẩn.
Ngoài việc phát triển các tác nhân dược phẩm, bản thân giác hơi sống vẫn tiếp tục đóng vai trò trong y học hiện đại, đặc biệt là trong phẫu thuật tái tạo. Liệu pháp giác hơi, hay hirudotherapy, được sử dụng để cứu vạt bị sung huyết và các ngón tay bị tái ghép nơi lưu lượng máu tĩnh mạch bị suy giảm.Khi một vạt phẫu thuật hoặc mô tái ghép có lưu lượng máu động mạch đầy đủ nhưng thoát máu tĩnh mạch không đủ, máu sẽ tích tụ trong vi tuần hoàn, dẫn đến sung huyết tĩnh mạch, phù nề mô và cuối cùng là hoại tử nếu không được điều trị. Giác hơi được áp dụng lên mô bị sung huyết có tác dụng:Tiêm các hợp chất chống đông máu và giãn mạch thúc đẩy chảy máu liên tục sau khi giác hơi rời điGiảm áp lực mô và phục hồi lưu thông vi tuần hoàn4.2 Bằng chứng huyết động học
Một nghiên cứu định lượng sử dụng mô hình vạt đảo thỏ đã cung cấp những hiểu biết quan trọng về tác động huyết động học của liệu pháp giác hơi. Trong nghiên cứu này, các vạt bị sung huyết được điều trị bằng một giác hơi, ba giác hơi hoặc không có giác hơi (nhóm đối chứng). Diện tích sống của vạt lớn hơn đáng kể ở nhóm ba giác hơi so với cả nhóm một giác hơi và nhóm đối chứng.Giảm đáng kể TcPCO₂, cho thấy sự loại bỏ chất thải trao đổi chất tích tụ
Tăng tốc độ dòng chảy sau khi kẹp được nhả4.3 Cân nhắc lâm sàng
Nhiễm trùng: Giác hơi mang vi khuẩn cộng sinh, đặc biệt là các loài *Aeromonas*, trong ruột của chúng. Do đó, kháng sinh dự phòng được khuyến cáo trong quá trình trị liệu bằng giác hơi.Phản ứng dị ứng: Một số bệnh nhân có thể bị quá mẫn với các thành phần nước bọt của giác hơi.
Mặc dù có những cân nhắc này, liệu pháp giác hơi vẫn là một thủ tục được thiết lập tại các đơn vị vi phẫu trên toàn thế giới, đặc biệt là để cứu vạt bị sung huyết và các ngón tay bị tái ghép mà các biện pháp can thiệp khác đã thất bại.5. Triển vọng tương lai và Kết luận
Sự hội tụ của bộ gen học, bộ phiên mã học và các công nghệ hình ảnh tiên tiến đã đẩy nhanh đáng kể việc khám phá và đặc trưng các hợp chất hoạt tính sinh học từ *Hirudo nipponia*. Một số hướng đi đầy hứa hẹn cho nghiên cứu và phát triển trong tương lai có thể được xác định:5.1 Thuốc chống huyết khối thế hệ tiếp theo
Các dẫn xuất hirudin tái tổ hợp đã được sử dụng lâm sàng làm thuốc chống đông máu, nhưng việc phát hiện các chất ức chế mới như HnSaratin mang lại cơ hội phát triển các tác nhân có cơ chế hoạt động khác biệt. Sự ức chế kết hợp thrombin và sự bám dính của tiểu cầu có thể mang lại hiệu quả chống huyết khối vượt trội với ít biến chứng chảy máu hơn. Sự biểu hiện thành công của HnSaratin trong hệ thống sinh vật nhân sơ cung cấp một con đường để sản xuất quy mô lớn và phát triển dược phẩm.5.2 Peptide kháng khuẩn làm chất bổ trợ kháng sinh
5.3 Liệu pháp giác hơi cá nhân hóa
Việc xác định các dấu ấn sinh học như TcPO₂ và TcPCO₂ dự đoán phản ứng với liệu pháp giác hơi gợi ý khả năng các phác đồ điều trị cá nhân hóa. Theo dõi thời gian thực có thể cho phép các bác sĩ lâm sàng điều chỉnh số lượng giác hơi và thời gian điều trị theo nhu cầu của từng bệnh nhân, tối ưu hóa kết quả đồng thời giảm thiểu rủi ro.
Việc sử dụng truyền thống *H. nipponia* trong y học Trung Quốc cho các bệnh tim mạch hiện đang được xác nhận bởi các nghiên cứu phân tử xác định các hợp chất hoạt tính sinh học cụ thể chịu trách nhiệm cho hiệu quả điều trị. Sự tích hợp liên tục kiến thức truyền thống với các phương pháp khoa học hiện đại hứa hẹn sẽ mang lại những khám phá bổ sung.
Tóm lại, *Hirudo nipponia* là minh chứng cho giá trị của các nguồn tài nguyên thiên nhiên đa dạng sinh học đối với việc khám phá thuốc và trị liệu y tế. Từ các tác nhân chống đông máu và chống kết tập tiểu cầu đến các peptide kháng khuẩn mới và liệu pháp giác hơi sống trong phẫu thuật tái tạo, các ứng dụng y tế của loài này tiếp tục mở rộng. Khi các công nghệ bộ gen và phân tích tiến bộ, các phân tử điều trị khác từ *H. nipponia* và các loài liên quan có khả năng sẽ xuất hiện, mang đến các giải pháp mới cho các thách thức y tế cấp bách bao gồm kháng kháng sinh và bệnh huyết khối.
[1] Lee, S., et al. (2025). Real-time 3D visualization of leech peptide reveals potent antibacterial and antibiofilm activity. *Advanced Science*.
[3] Kashiwagi, K., et al. (2013). Quantitative analysis of hemodynamics of congested island flaps under leech therapy. *Journal of Medical Investigation*, 60(3-4), 213-220.
[4] Nature Research Intelligence. (n.d.). Medicinal Leech Therapy. *Nature Portfolio*.
[5] Yang, C., et al. (2024). Herbal Textual Research on Hirudo. *Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy*, 41(19), 2648-2657.
[6] Kashiwagi, K., Hashimoto, I., Abe, Y., Kotsu, K., Yamano, M., & Nakanishi, H. (2013). Quantitative analysis of hemodynamics of congested island flaps under leech therapy. *Journal of Medical Investigation*, 60(3-4), 213-220.
[8] Zhao, F., et al. (2024). Comparative genomics of two Asian medicinal leeches Hirudo nipponia and Hirudo tianjinensis: With emphasis on antithrombotic genes and their corresponding proteins. *International Journal of Biological Macromolecules*, 269, 132278.
[9] Cheng, B., et al. (2023). Molecular cloning and functional analysis of HnSaratin from Hirudo nipponia. *Gene*, 869, 147401.
