Khảo Sát Tác Dụng Phối Hợp Colistin với Meropenem trên Acinetobacter baumannii Kháng Carbapenem

• Tác giả: Phan Thị Vân Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thúy Huong
• Trường học: Đại học Quốc gia TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Khảo sát tác dụng phối hợp Colistin và Meropenem trên Acinetobacter baumannii kháng carbapenem
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP.HCM

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu chung về Acinetobacter baumannii
• 2.2. Đặc điểm chung
• 2.3. Đặc điểm sinh học của Acinetobacter baumannii
• 2.4. Nguồn lây và đường lây của Acinetobacter baumannii
• 2.5. Kháng sinh nhóm carbapenem và colistin được sử dụng trong điều trị Acinetobacter baumannii
• 2.6. Giới thiệu về nhóm carbapenem
• 2.6.1. Cấu tạo hóa học
• 2.6.2. Các enzyme phân giải nhóm carbapenem
• 2.6.3. Cơ chế đề kháng carbapenem của Acinetobacter baumannii
• 2.7. Giới thiệu về colistin
• 2.7.1. Cấu trúc hóa học
• 2.7.2. Cơ chế tác dụng
• 2.7.3. Cơ chế đề kháng. Phối hợp trong điều trị
• 2.8. Tình hình đề kháng carbapenem của Acinetobacter baumannii trên thế giới và ở Việt Nam
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.3. Vật liệu nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.5. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát
• 3.6. Phân lập và định danh
• 3.6.1. Định danh bằng hệ thống tự động BD Phoenix
• 3.6.2. Định danh Acinetobacter baumannii bằng sinh học phân tử
• 3.7. Xác định tỷ lệ các gen mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm D và gen New-Delhi Metallo-beta lactamase
• 3.8. Đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh Acinetobacter baumannii
• 3.9. Khảo sát tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa Meropenem và Colistin đối với Acinetobacter baumannii mang gen kháng carbapenem bằng phương pháp vi pha loãng
• 3.10. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỂN LUẬN
• 4.1. Kết quả phân lập, định danh các chủng Acinetobacter baumannii
• 4.2. Định danh 16S bằng sinh học phân tử
• 4.3. Đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii
• 4.4. Tỷ lệ kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii trên hệ thống tự động
• 4.5. Tỷ lệ các gen mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm D và gen New-Delhi Metallo-beta lactamase
• 4.6. Khảo sát tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa Meropenem và Colistin đối với Acinetobacter baumannii mang gen kháng carbapenem bằng phương pháp vi pha loãng
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về tác dụng phối hợp Colistin và Meropenem

Nhiễm khuẩn bệnh viện do vi khuẩn kháng thuốc đang gia tăng, đặc biệt là Acinetobacter baumannii. Việc phối hợp giữa Colistin và Meropenem đã được nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu quả điều trị. Colistin, một kháng sinh cũ, đang được xem xét lại do khả năng tiêu diệt vi khuẩn kháng thuốc. Meropenem, thuộc nhóm carbapenem, thường được sử dụng trong điều trị nhiễm khuẩn nặng. Sự kết hợp này có thể tạo ra tác dụng hiệp đồng, giúp tăng cường hiệu quả điều trị.

1.1. Đặc điểm của Acinetobacter baumannii và kháng sinh

Acinetobacter baumannii là vi khuẩn Gram âm, có khả năng kháng nhiều loại kháng sinh. Chúng thường gây nhiễm khuẩn bệnh viện và có thể tồn tại lâu trong môi trường. Việc hiểu rõ đặc điểm sinh học và cơ chế kháng thuốc của chúng là rất quan trọng trong việc điều trị.

1.2. Tình hình kháng thuốc của Acinetobacter baumannii

Tình hình kháng thuốc của Acinetobacter baumannii đang trở nên nghiêm trọng. Các nghiên cứu cho thấy tỷ lệ kháng carbapenem ngày càng cao, khiến việc điều trị trở nên khó khăn. Việc khảo sát tình hình kháng thuốc là cần thiết để đưa ra các biện pháp điều trị hiệu quả.

II. Vấn đề kháng thuốc và thách thức trong điều trị

Kháng thuốc là một trong những thách thức lớn trong điều trị nhiễm khuẩn do Acinetobacter baumannii. Việc sử dụng kháng sinh không hợp lý đã dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ kháng thuốc. Các chủng vi khuẩn kháng carbapenem thường có khả năng kháng lại hầu hết các loại kháng sinh hiện có, gây khó khăn trong việc điều trị hiệu quả.

2.1. Nguyên nhân dẫn đến kháng thuốc

Sự lạm dụng và sử dụng không hợp lý kháng sinh là nguyên nhân chính dẫn đến kháng thuốc. Việc điều trị không đúng cách và kéo dài thời gian sử dụng kháng sinh cũng góp phần làm gia tăng tình trạng này.

2.2. Hệ quả của kháng thuốc trong điều trị

Kháng thuốc dẫn đến việc điều trị không hiệu quả, tăng tỷ lệ tử vong và chi phí điều trị. Các bệnh nhân mắc nhiễm khuẩn do Acinetobacter baumannii kháng thuốc thường phải trải qua nhiều liệu pháp điều trị khác nhau, gây tốn kém và kéo dài thời gian nằm viện.

III. Phương pháp khảo sát tác dụng phối hợp Colistin và Meropenem

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp vi pha loãng để khảo sát tác dụng phối hợp giữa Colistin và Meropenem trên Acinetobacter baumannii mang gene kháng carbapenem. Phương pháp này cho phép đánh giá hiệu quả của sự kết hợp hai loại kháng sinh trong việc tiêu diệt vi khuẩn kháng thuốc.

3.1. Thiết kế nghiên cứu và đối tượng khảo sát

Nghiên cứu được thực hiện tại Bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất, Đồng Nai. Các mẫu Acinetobacter baumannii được phân lập và xác định tỷ lệ kháng thuốc trước khi tiến hành khảo sát tác dụng phối hợp.

3.2. Phương pháp vi pha loãng trong nghiên cứu

Phương pháp vi pha loãng được sử dụng để xác định nồng độ tối thiểu ức chế (MIC) của Colistin và Meropenem. Sự kết hợp giữa hai loại kháng sinh sẽ được đánh giá dựa trên các chỉ số như tác dụng hiệp đồng và cộng hợp.

IV. Kết quả khảo sát tác dụng phối hợp kháng sinh

Kết quả khảo sát cho thấy sự phối hợp giữa Colistin và Meropenem có tác dụng hiệp đồng trên Acinetobacter baumannii mang gene kháng carbapenem. Tỷ lệ tác dụng hiệp đồng đạt 55%, cho thấy sự kết hợp này có thể cải thiện hiệu quả điều trị nhiễm khuẩn do vi khuẩn kháng thuốc.

4.1. Tỷ lệ tác dụng hiệp đồng và cộng hợp

Kết quả cho thấy tỷ lệ tác dụng hiệp đồng đạt 55%, trong khi tỷ lệ tác dụng cộng hợp là 42,5%. Điều này cho thấy sự phối hợp giữa Colistin và Meropenem có thể mang lại hiệu quả điều trị tốt hơn so với việc sử dụng riêng lẻ.

4.2. Ý nghĩa lâm sàng của kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc điều trị nhiễm khuẩn do Acinetobacter baumannii kháng thuốc. Việc áp dụng phương pháp phối hợp này có thể giúp cải thiện tỷ lệ thành công trong điều trị và giảm thiểu tình trạng kháng thuốc.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự phối hợp giữa Colistin và Meropenem có thể mang lại hiệu quả điều trị tốt hơn cho nhiễm khuẩn do Acinetobacter baumannii kháng carbapenem. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để xác định các cơ chế tác động và tối ưu hóa phác đồ điều trị.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả cho thấy sự phối hợp giữa Colistin và Meropenem có tác dụng hiệp đồng, mở ra hướng đi mới trong điều trị nhiễm khuẩn kháng thuốc. Cần có thêm các nghiên cứu lâm sàng để khẳng định hiệu quả này.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu cần mở rộng để khảo sát tác dụng của các loại kháng sinh khác khi phối hợp với Colistin và Meropenem. Việc tìm hiểu thêm về cơ chế kháng thuốc cũng là một hướng đi quan trọng trong nghiên cứu.

Tổng quan nghiên cứu

Nhiễm khuẩn bệnh viện hiện là nguyên nhân chính gây tỷ lệ mắc và tử vong cao, trong đó Acinetobacter baumannii (A. baumannii) là tác nhân cơ hội phổ biến do khả năng thích nghi và tồn tại lâu dài trong môi trường bệnh viện. Tỷ lệ kháng thuốc của A. baumannii, đặc biệt với nhóm carbapenem, ngày càng gia tăng, gây khó khăn lớn trong điều trị. Carbapenem là nhóm kháng sinh phổ rộng, được chỉ định cho các trường hợp nhiễm khuẩn nặng do vi khuẩn Gram âm, nhưng hiện nay hiệu quả điều trị giảm sút do sự xuất hiện của các chủng đa kháng thuốc (MDR) và đa kháng mở rộng (XDR). Enzyme carbapenemase, được mã hóa bởi các gen nhóm D (OXA-23, OXA-51, OXA-58) và nhóm B (NDM-1), là cơ chế chính làm mất tác dụng của carbapenem trên A. baumannii.

Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát tác dụng phối hợp của Colistin với Meropenem trên các chủng A. baumannii mang nhóm gen đề kháng carbapenem tại Bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất, Đồng Nai, trong khoảng thời gian từ tháng 12/2016 đến tháng 11/2017. Nghiên cứu nhằm xác định tỷ lệ các gen mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm B và D, đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh, đồng thời khảo sát hiệu quả phối hợp kháng sinh nhằm nâng cao hiệu quả điều trị. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ lựa chọn phác đồ điều trị tối ưu, giảm thiểu tỷ lệ tử vong và chi phí điều trị, đồng thời góp phần kiểm soát lây nhiễm trong bệnh viện.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Cơ chế đề kháng carbapenem của A. baumannii: Bao gồm sự tiết enzyme β-lactamase nhóm D (OXA) và nhóm B (Metallo-β-lactamase, MBL) như NDM-1, làm thủy phân và bất hoạt carbapenem. Ngoài ra, các cơ chế khác như thay đổi vị trí đích tác động, giảm tính thấm màng tế bào, và bơm đẩy kháng sinh ra ngoài cũng góp phần vào đề kháng.
• Cơ chế tác dụng của Colistin và Meropenem: Colistin gây rối loạn màng ngoài tế bào vi khuẩn bằng cách tương tác với lipopolysaccharide, làm tăng tính thấm màng, tạo điều kiện cho Meropenem – một β-lactam – ức chế tổng hợp vách tế bào hiệu quả hơn.
• Tác dụng phối hợp kháng sinh: Phân loại tác dụng phối hợp gồm hiệp đồng (synergism), cộng hợp (addition), độc lập (independent) và đối kháng (antagonism), được đánh giá qua chỉ số FIC (Fractional Inhibitory Concentration).

Các khái niệm chính bao gồm: enzyme carbapenemase, gen OXA, gen NDM-1, biofilm, đề kháng đa thuốc (MDR), và chỉ số FIC.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: 120 chủng A. baumannii phân lập từ 5 loại mẫu bệnh phẩm (phân, nước tiểu, đàm, dịch màng phổi, máu) của bệnh nhân tại Bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất, Đồng Nai, trong giai đoạn 12/2016 – 11/2017.
• Phương pháp phân tích:
  • Định danh vi khuẩn bằng hệ thống tự động BD Phoenix™.
  • Xác định gen mã hóa enzyme carbapenemase nhóm D (blaOXA-23, blaOXA-51, blaOXA-58) và gen NDM-1 bằng PCR multiplex và PCR đơn.
  • Đánh giá kháng sinh đồ với 15 loại kháng sinh phổ biến, xác định MIC (nồng độ ức chế tối thiểu).
  • Khảo sát tác dụng phối hợp Meropenem và Colistin bằng phương pháp vi pha loãng trên đĩa 96 giếng, tính chỉ số FIC để phân loại tác dụng phối hợp.
• Cỡ mẫu: 120 chủng A. baumannii được chọn ngẫu nhiên từ các mẫu bệnh phẩm.
• Timeline nghiên cứu: 12 tháng, từ tháng 12/2016 đến tháng 11/2017.
• Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2010 để phân tích thống kê mô tả và tính toán tỷ lệ, phần trăm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tỷ lệ gen mã hóa enzyme carbapenemase:

   • Gen blaOXA-23 chiếm 70,20%.
   • Gen blaOXA-51 chiếm 95,91%.
   • Gen blaOXA-58 chiếm 8,57%.
   • Gen blaNDM-1 chiếm 2,45%.

2. Tình hình đề kháng kháng sinh:

   • A. baumannii kháng trên 90% với hầu hết các kháng sinh, bao gồm Imipenem (94,40%) và Meropenem (93,20%).
   • Ngoại lệ là kháng sinh Netilmicin với tỷ lệ kháng 74%.
   • Colistin duy trì 100% nhạy cảm.
   • Trong 15 kháng sinh thử nghiệm, 13 loại có tỷ lệ kháng trên 90%.

3. Tác dụng phối hợp Meropenem và Colistin:

   • Tác dụng cộng hợp chiếm 42,5%.
   • Tác dụng hiệp đồng chiếm 55%.
   • Tác dụng độc lập chiếm 2,5%.

4. Đặc điểm sinh học và cơ chế đề kháng:

   • A. baumannii có khả năng tạo biofilm, tổng hợp siderophore, và sử dụng bơm đẩy kháng sinh, góp phần vào đề kháng đa thuốc.
   • Gen OXA-51 là gen kháng thuốc nội tại, trong khi OXA-23 và OXA-58 là gen kháng mạnh, có thể nằm trên nhiễm sắc thể hoặc plasmid, làm tăng khả năng lây lan gen đề kháng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy tỷ lệ gen blaOXA-51 gần như phổ biến trong các chủng phân lập, phù hợp với đặc tính gen nội tại của A. baumannii. Tỷ lệ cao của gen blaOXA-23 (70,20%) phản ánh sự lan rộng của gen kháng carbapenem mạnh trong môi trường bệnh viện tại Đồng Nai, tương tự các báo cáo quốc tế. Tỷ lệ gen blaNDM-1 thấp (2,45%) nhưng đáng chú ý do gen này liên quan đến đề kháng đa kháng sinh và khả năng lây lan nhanh.

Tỷ lệ kháng kháng sinh cao trên 90% với hầu hết các thuốc, đặc biệt carbapenem, cho thấy sự bùng phát của các chủng đa kháng thuốc, gây thách thức lớn trong điều trị. Colistin vẫn giữ được hiệu quả 100%, phù hợp với vai trò là thuốc lựa chọn cuối cùng trong điều trị nhiễm khuẩn do A. baumannii đa kháng.

Tác dụng phối hợp Meropenem và Colistin thể hiện hiệu quả cao với 55% hiệp đồng và 42,5% cộng hợp, chứng minh cơ chế phối hợp làm tăng tính thấm màng và ức chế tổng hợp vách tế bào, giúp kháng sinh nhóm β-lactam tiếp cận đích tác dụng tốt hơn. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu quốc tế về phối hợp kháng sinh trên A. baumannii đa kháng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ gen kháng carbapenem, biểu đồ tròn phân bố tác dụng phối hợp kháng sinh, và bảng so sánh tỷ lệ kháng các kháng sinh chính. Những phát hiện này góp phần làm rõ cơ chế đề kháng và hỗ trợ lựa chọn phác đồ điều trị hiệu quả hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát gen đề kháng carbapenem: Thực hiện định kỳ xét nghiệm PCR để phát hiện các gen blaOXA và blaNDM-1 nhằm kiểm soát sự lan truyền gen đề kháng trong bệnh viện. Chủ thể thực hiện: Khoa Vi sinh, Bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất. Timeline: hàng quý.

2. Áp dụng phối hợp kháng sinh Meropenem và Colistin trong điều trị: Khuyến nghị sử dụng phối hợp này cho các trường hợp nhiễm A. baumannii đa kháng, đặc biệt khi có gen đề kháng carbapenem. Chủ thể: Bác sĩ lâm sàng, khoa Hồi sức tích cực. Timeline: ngay lập tức và theo dõi hiệu quả liên tục.

3. Nâng cao công tác kiểm soát nhiễm khuẩn: Thực hiện nghiêm ngặt vệ sinh tay, khử khuẩn dụng cụ y tế, và giám sát môi trường bệnh viện để hạn chế lây lan A. baumannii. Chủ thể: Ban chỉ đạo kiểm soát nhiễm khuẩn, nhân viên y tế. Timeline: liên tục.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức nhân viên y tế: Tổ chức các khóa đào tạo về cơ chế đề kháng, tác dụng phối hợp kháng sinh và phòng ngừa nhiễm khuẩn bệnh viện. Chủ thể: Phòng Đào tạo, Khoa Vi sinh. Timeline: 6 tháng/lần.

5. Khuyến khích nghiên cứu tiếp theo về cơ chế đề kháng và phối hợp thuốc mới: Hỗ trợ nghiên cứu sâu hơn về các cơ chế đề kháng mới và thử nghiệm phối hợp kháng sinh khác nhằm đa dạng hóa lựa chọn điều trị. Chủ thể: Các nhóm nghiên cứu khoa học. Timeline: dài hạn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Bác sĩ lâm sàng và chuyên gia điều trị nhiễm khuẩn: Nắm bắt cơ chế đề kháng và hiệu quả phối hợp kháng sinh để lựa chọn phác đồ điều trị phù hợp, giảm tỷ lệ thất bại điều trị.

2. Nhân viên phòng xét nghiệm vi sinh: Áp dụng kỹ thuật PCR định danh gen đề kháng, nâng cao chất lượng chẩn đoán và hỗ trợ lâm sàng kịp thời.

3. Chuyên viên kiểm soát nhiễm khuẩn bệnh viện: Sử dụng dữ liệu để xây dựng và điều chỉnh các biện pháp phòng ngừa, kiểm soát lây nhiễm A. baumannii trong môi trường bệnh viện.

4. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Vi sinh y học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật phân tích gen và đánh giá tác dụng phối hợp kháng sinh, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao A. baumannii lại kháng nhiều loại kháng sinh?
   A. baumannii có nhiều cơ chế đề kháng như tiết enzyme carbapenemase, thay đổi vị trí đích, giảm tính thấm màng và bơm đẩy kháng sinh. Khả năng tạo biofilm và tích lũy gen đề kháng trên plasmid cũng làm tăng sức đề kháng đa thuốc.

2. Colistin phối hợp với Meropenem có ưu điểm gì?
   Colistin làm tăng tính thấm màng ngoài tế bào, giúp Meropenem dễ dàng tiếp cận và ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn, tạo tác dụng hiệp đồng, nâng cao hiệu quả diệt khuẩn và giảm nguy cơ kháng thuốc.

3. Làm thế nào để phát hiện gen đề kháng carbapenem?
   Sử dụng kỹ thuật PCR multiplex để phát hiện các gen blaOXA-23, blaOXA-51, blaOXA-58 và PCR đơn để phát hiện gen blaNDM-1 từ DNA vi khuẩn phân lập, giúp xác định cơ chế đề kháng chính xác.

4. Tỷ lệ kháng carbapenem tại Việt Nam hiện nay như thế nào?
   Theo nghiên cứu tại Đồng Nai, tỷ lệ kháng Imipenem là 94,40% và Meropenem là 93,20%, phản ánh mức độ đề kháng cao và cần có biện pháp kiểm soát nghiêm ngặt.

5. Có thể sử dụng Colistin đơn độc để điều trị không?
   Colistin đơn độc vẫn nhạy cảm 100%, nhưng do độc tính và nguy cơ phát triển đề kháng, phối hợp với carbapenem như Meropenem được ưu tiên để tăng hiệu quả và giảm tác dụng phụ.

Kết luận

• Tỷ lệ gen blaOXA-51 và blaOXA-23 chiếm ưu thế trong các chủng A. baumannii mang gen đề kháng carbapenem tại Bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất, Đồng Nai.
• A. baumannii kháng trên 90% với hầu hết các kháng sinh nhóm β-lactam, trong khi Colistin duy trì 100% nhạy cảm.
• Phối hợp Meropenem và Colistin thể hiện tác dụng hiệp đồng và cộng hợp cao, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc lựa chọn phác đồ điều trị và kiểm soát nhiễm khuẩn bệnh viện.
• Đề xuất triển khai giám sát gen đề kháng, áp dụng phối hợp kháng sinh và tăng cường kiểm soát nhiễm khuẩn trong thời gian tới.

Hành động tiếp theo: Các cơ sở y tế cần áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn điều trị và kiểm soát nhiễm khuẩn, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng để đối phó với sự biến đổi của vi khuẩn đa kháng thuốc.