Khóa luận Dược sĩ Bùi Nhật Lệ: Nghiên cứu lây truyền VREfm

Nghiên cứu về đường lây truyền của vi khuẩn VREfm kháng Vancomycin trong bệnh viện, dựa trên phân tích dữ liệu giải trình tự toàn bộ hệ gen.

• Tác giả: Bùi Nhật Lệ
• Người hướng dẫn: Phùng Thanh Hương
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu đường lây truyền của vi khuẩn Enterococcus faecium kháng Vancomycin từ dữ liệu giải trình tự toàn bộ hệ gen
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Vi khuẩn Enterococcus faecium kháng Vancomycin là gì

Vi khuẩn Enterococcus faecium kháng Vancomycin (VREfm) là một trong những mối đe dọa y tế công cộng lớn nhất hiện nay. Đây là chủng vi khuẩn gram dương, có khả năng kháng thuốc kháng sinh mạnh mẽ, đặc biệt là vancomycin - một trong những kháng sinh cuối cùng được sử dụng để điều trị nhiễm trùng. Lây truyền vi khuẩn E. faecium kháng Vancomycin thường xảy ra trong môi trường bệnh viện, đặc biệt là các khoa ICU, nơi có nồng độ cao các bệnh nhân suy giảm miễn dịch. Enterococcus faecium được tìm thấy trong đường ruột của con người và động vật, nhưng khi phát triển khả năng kháng thuốc, nó trở thành nguy hiểm. Sự lây truyền có thể xảy ra qua tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các thiết bị y tế bị ô nhiễm.

1.1. Đặc điểm chung của Enterococcus faecium

Enterococcus faecium là vi khuẩn gram dương, hình cầu hoặc dạng chuỗi ngắn. Nó là một phần của microbiota bình thường của đường ruột nhưng có khả năng gây bệnh cao. Vi khuẩn này có khả năng tồn tại lâu dài trên các bề mặt và thiết bị y tế. Nó thích nghi tốt với môi trường bệnh viện và có tỷ lệ sinh sản nhanh, giúp nó dễ dàng lây truyền giữa các bệnh nhân.

1.2. Cơ chế kháng Vancomycin

Cơ chế kháng Vancomycin của E. faecium liên quan đến sự biến đổi tường tế bào. Vi khuẩn này sản xuất các protein kháng sinh mà vancomycin không thể tiêu diệt. Các gen chịu trách nhiệm cho khả năng kháng thuốc thường được mang trên các plasmid hoặc được tích hợp vào hệ gen. Sự xuất hiện và lây truyền gene kháng này là mối lo ngại lớn trong điều trị nhiễm trùng.

II. Đường lây truyền VREfm trong bệnh viện

Đường lây truyền vi khuẩn E. faecium kháng Vancomycin trong bệnh viện chủ yếu thông qua tiếp xúc. Bệnh nhân nhiễm hoặc mang mầm VREfm có thể lây truyền cho những người khác qua các tay của nhân viên y tế, thiết bị y tế chưa được khử trùng, hoặc môi trường bệnh viện bị ô nhiễm. Lây truyền gián tiếp là đường truyền phổ biến nhất, đặc biệt trong các khu vực có mật độ bệnh nhân cao như ICU. Các bệnh nhân có vết mổ, sử dụng thông tiểu, hoặc có các đường truyền tĩnh mạch trung tâm có nguy cơ cao hơn. Sự lây truyền có thể xảy ra từ bệnh nhân này sang bệnh nhân khác trong cùng một khoảng thời gian.

2.1. Lây truyền tiếp xúc trực tiếp

Lây truyền tiếp xúc trực tiếp xảy ra khi có tiếp xúc da với da hoặc các bề mặt cơ thể. Nhân viên y tế chăm sóc bệnh nhân mang VREfm có thể trở thành nguồn lây truyền nếu không rửa tay sạch. Vi khuẩn E. faecium có thể tồn tại trên da tay trong thời gian dài. Các vết thương hở, các ống thông tiểu, hoặc các ống dẫn khác là những cổng vào quan trọng cho bệnh nguyên thể.

2.2. Lây truyền gián tiếp qua thiết bị y tế

Thiết bị y tế bị ô nhiễm là nguồn lây truyền quan trọng của VREfm. Các máy theo dõi, ống thông tiểu, hay các dụng cụ chung nếu không được khử trùng đúng cách sẽ tạo môi trường cho vi khuẩn tồn tại. Môi trường bệnh viện, bao gồm các bề mặt như tay vịn giường, bàn, sàn, cũng là nơi VREfm có thể sống sót lâu dài.

III. Ứng dụng giải trình tự gen toàn bộ hệ gen WGS trong phát hiện lây truyền

Giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS) là công cụ hiện đại giúp xác định đường lây truyền vi khuẩn E. faecium kháng Vancomycin một cách chính xác. Phương pháp này cho phép các nhà khoa học so sánh các mã di truyền của các chủng VREfm khác nhau để xác định mối liên hệ di truyền và lịch sử lây truyền. Bằng cách phân tích các đa hình nucleotide đơn (SNP) và xây dựng cây phân loài, các nhà nghiên cứu có thể xác định chính xác cách lây truyền gene kháng giữa các bệnh nhân. WGS cung cấp độ phân giải cao hơn so với các phương pháp truyền thống, giúp phát hiện cụm lây truyền và ngăn chặn sự lây lan thêm.

3.1. Phương pháp giải trình tự thế hệ mới NGS

Giải trình tự thế hệ mới (NGS) là nền tảng công nghệ cho phép đọc hàng triệu đoạn DNA song song. Phương pháp này giúp xác định toàn bộ hệ gen vi khuẩn một cách nhanh chóng và chính xác. Với WGS, các nhà khoa học có thể phát hiện các biến thể nhỏ trong hệ gen VREfm, từ đó xác định mối quan hệ giữa các chủng khác nhau và theo dõi lây truyền lịch sử của chúng.

3.2. Xây dựng cây phân loài và phân tích lây truyền

Cây phân loài được xây dựng dựa trên dữ liệu WGS cho phép trực quan hóa mối quan hệ di truyền giữa các mẫu VREfm. Phân tích SNP hệ gen cốt lõi giúp xác định ngưỡng lây truyền và cụm lây truyền. Những bệnh nhân có chủng VREfm gần nhau về mặt di truyền có khả năng cao là có liên hệ lây truyền. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong việc kiểm soát sự lây lan của vi khuẩn đa kháng trong bệnh viện.

IV. Biện pháp kiểm soát và phòng ngừa lây truyền VREfm

Kiểm soát lây truyền vi khuẩn E. faecium kháng Vancomycin đòi hỏi các biện pháp toàn diện và bền vững. Các bệnh viện cần thực hiện chính sách vệ sinh tay nghiêm ngặt, khử trùng thiết bị y tế định kỳ, và cách ly các bệnh nhân nhiễm VREfm. Theo dõi dịch tễ học sử dụng các phương pháp hiện đại như WGS có thể giúp phát hiện sớm các cụm lây truyền. Sử dụng kháng sinh hợp lý cũng rất quan trọng để làm chậm sự phát triển của khả năng kháng thuốc. Giáo dục nhân viên y tế và bệnh nhân về tầm quan trọng của vệ sinh cá nhân là chìa khóa để ngăn chặn lây truyền bệnh trong bệnh viện.

4.1. Vệ sinh tay và phòng chống lây truyền cơ bản

Rửa tay sạch là biện pháp phòng chống hiệu quả nhất cho lây truyền vi khuẩn E. faecium. Nhân viên y tế phải rửa tay trước và sau khi tiếp xúc với bệnh nhân, đặc biệt là các bệnh nhân nhiễm VREfm. Sử dụng găng tay, tạp dề, và các thiết bị bảo vệ cá nhân khác cần thiết. Cách ly bệnh nhân nhiễm VREfm trong các phòng riêng hoặc khu vực giáp ranh giúp giảm nguy cơ lây truyền cho các bệnh nhân khác.

4.2. Giám sát dịch tễ học và sử dụng kháng sinh hợp lý

Giám sát dịch tễ học liên tục giúp phát hiện các cụm lây truyền VREfm sớm. Sử dụng phương pháp WGS để theo dõi mô hình lây truyền trong bệnh viện là cần thiết. Sử dụng kháng sinh hợp lý và tránh sử dụng quá mức là cách quan trọng để giảm áp lực lựa chọn trên vi khuẩn kháng thuốc. Các chương trình kiểm soát nhiễm trùng toàn viện cần được triển khai để đảm bảo sự tuân thủ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Đại cương về vi khuẩn Enterococcus faecium 1. Đặc điểm chung Enterococcus faecium là cầu khuẩn gram dương thuộc họ Enterococci và có thể tồn tại dưới dạng đơn, đôi hoặc xếp thành chuỗi. Enterococci là một trong những thành phần của vi hệ đường ruột ở người, và vì thế có thể gây ra nhiễm khuẩn nội sinh hoặc ngoại sinh, cả trong môi trường bệnh viện và ngoài cộng đồng [71].

Do khả năng kháng nội tại với một số nhóm kháng sinh, cũng như khả năng tiếp nhận nhanh chóng các gen kháng thuốc, E. faecium đã trở thành một trong hai loài Enterococci phổ biến nhất gây nhiễm khuẩn bệnh viện [18]. faecium thường gây ra một số bệnh lý nhiễm khuẩn như viêm nội tâm mạc, viêm túi mật, nhiễm trùng tại các vết thương hở, nhiễm trùng ổ bụng thứ phát, và phổ biến nhất là nhiễm khuẩn tiết niệu. Một số trường hợp có thể dẫn đến nhiễm trùng huyết, là nguyên nhân chính dẫn đến tử vong ở các bệnh nhân nhiễm E.

Các bệnh nhân suy giảm miễn dịch, bệnh nhân ghép tạng, có sử dụng dụng cụ xâm lấn, bệnh nhân nặng có thời gian nằm viện dài hoặc có tiền sử sử dụng kháng sinh như quinolon, vancomycin là các đối tượng có nguy cơ cao đối với nhiễm khuẩn do E. Đặc điểm kháng vancomycin E. faecium có khả năng kháng nội tại với kháng sinh nhóm beta-lactam và nhóm aminoglycosid, vì thế tỉ lệ kháng ở hai nhóm này ngày càng cao [16]. Vancomycin trở thành một trong những phác đồ kháng sinh đầu tay điều trị nhiễm khuẩn do E.

Tuy nhiên do lạm dụng vancomycin trong điều trị cũng như trong thức ăn chăn nuôi, tỉ lệ E. faecium kháng vancomycin tăng lên một cách nhanh chóng [36]. Theo báo cáo của tổ chức Kháng kháng sinh Australia, năm 2016 tỉ lệ kháng vancomycin trên các chủng E. faecium phân lập được từ bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết là 50%, tăng gấp 7 lần so với 10 năm trước [31].

Còn tại Hoa Kỳ, một số thời điểm tỉ lệ này đã lên tới hơn 80% tại một số bệnh viện khi lấy mẫu phân lập vi khuẩn từ bệnh nhân và từ các dụng cụ y tế có xâm lấn [62]. Tại Việt Nam, theo nghiên cứu của Santona và cộng sự (cs) (2018), trên 50% các chủng E. faecium kháng ampicilin ở Bệnh viện Trung ương Huế đã kháng lại vancomycin [52]. 3 Cơ chế kháng vancomycin của E.

faecium chủ yếu do sự thay thế pentapeptid ái lực cao với vancomycin (D-Ala-D-Ala) thành pentapeptid ái lực thấp (D-Ala-D-Lac), có liên quan đến cụm gen vanA hoặc vanB [16]. faecium có thể sử dụng các yếu tố di truyền di động như plasmid, các trình tự chèn (insert sequence) và các gen nhảy (transposon) để thu nhận các cụm gen vanA/vanB và tích hợp vào hệ gen. Cơ chế này giúp lan truyền yếu tố kháng thuốc một cách hiệu quả, tạo điều kiện cho sự lan rộng của tình trạng kháng vancomycin [37]. Đường lây truyền và khả năng tồn tại của E.

Đường lây truyền trong bệnh viện Các bệnh nhân mang E. faecium được coi là nguồn bệnh gây ra sự lây truyền trực tiếp trong bệnh viện. Một số nghiên cứu chứng minh tỉ lệ lưu hành VREfm trong bệnh viện có liên quan chặt chẽ đến tỉ lệ nhập viện của những bệnh nhân từng mắc VREfm [35]. Bên cạnh tiếp xúc trực tiếp, bệnh nhân có thể lây nhiễm VREfm gián tiếp thông qua phơi nhiễm với môi trường.

Vào điều trị tại phòng đã từng có bệnh nhân mang VREfm cũng được coi là một trong những yếu tố nguy cơ nhiễm VREfm, do các chủng VREfm này phơi nhiễm từ bệnh nhân ra môi trường, tồn tại rất lâu sau đó và phơi nhiễm cho bệnh nhân tiếp theo [45]. Trong bệnh viện, E. faecium có thể tồn tại tới 7 ngày trên mặt bàn, 24h trên tay nắm giường, 60 phút trên điện thoại và 30 phút trên ống nghe. Ngoài ra, các vị trí được tiếp xúc nhiều trong bệnh viện như dây quấn huyết áp, nút báo động, tay nắm cửa hoặc bệ ngồi toilet cũng thường phân lập được vi khuẩn E.

Kết quả là, sự lây truyền của E. faecium hay cụ thể hơn là VREfm vừa có thể xảy ra trực tiếp thông qua tiếp xúc với bệnh nhân đang mang vi khuẩn, vừa có thể gián tiếp thông qua tiếp xúc với các bề mặt môi trường bị ô nhiễm. Những bề mặt đã nhiễm khuẩn chính là địa điểm lý tưởng để VREfm dễ dàng ẩn nấp và lây truyền cho các bệnh nhân nhập viện tiếp theo [66]. Một nguồn lây truyền khác có thể kể đến là thông qua tiếp xúc chéo với nhân viên y tế.

Các nhân viên y tế đến thăm khám hoặc tiếp xúc với bệnh phẩm của bệnh nhân mang E. faecium, sau đó vô tình mang các chủng này trên găng tay, khẩu trang hoặc áo choàng và truyền cho các bệnh nhân khác. Địa bàn di chuyển của đối tượng này rất rộng, vì vậy có thể gây ra lây truyền giữa các khoa trong bệnh viện hoặc giữa các bệnh viện với nhau [32]. Tuy nhiên trong các nghiên cứu về đường lây truyền của vi khuẩn trong 4 bệnh viện, rất khó để có thể đánh giá và kiểm soát được lịch sử tiếp xúc cũng như khả năng lây truyền thông qua các nhân viên y tế [14].

Khả năng tồn tại của E. faecium trong môi trường bệnh viện Enterococci nói chung và E. faecium nói riêng là những vi sinh vật có sức sống mãnh liệt. So với tổ tiên của chúng, E.

faecium đã thu nhận được những đặc điểm giúp chúng chống chịu được môi trường khô hạn, thiếu dinh dưỡng và khắc nghiệt như môi trường bệnh viện [66]. faecium có khả năng kháng nội tại với các kháng sinh nhóm beta-lactam và một số kháng sinh nhóm aminoglycosid. Bên cạnh đó, trong quá trình phơi nhiễm với kháng sinh được sử dụng trong bệnh viện, nhờ hệ gen linh hoạt E. faecium còn có thể thu nhận gen kháng các kháng sinh như tetracyclin, nhóm glycopeptid hoặc nhóm aminoglycosid từ các loài vi khuẩn khác thông qua các yếu tố di truyền di động, và dần trở thành chủng đa kháng tồn tại dai dẳng trong môi trường bệnh viện [16].

Khả năng chịu nhiệt và kháng lại các chất sát khuẩn là 2 đặc điểm quan trọng khiến E. faecium có thể tồn tại lâu dài. Enterococci từ lâu đã được biết đến với khả năng chịu được nhiệt độ cao và khả năng này của E. faecium còn có phần nổi trội hơn các loài cùng họ [26], [47].

Một số chủng VRE vẫn có khả năng sống sót ở nhiệt độ 80℃ trong 3 phút so với chu trình nhiệt 80℃ trong 1 phút để xử lý quần áo, chăn màn trong bệnh viện được Bộ Y tế Anh khuyến cáo [4], [40]. Khả năng kháng cồn của E. faecium cũng tăng lên đáng kể từ khi việc vệ sinh tay trong bệnh viện bằng dung dịch sát khuẩn có chứa cồn trở nên phổ biến [42]. faecium còn tăng khả năng chống chịu đối với chlohexidine, là một chất khử trùng thường được sử dụng để khử trùng da trước phẫu thuật và khử trùng dụng cụ phẫu thuật [20].

Điều này cho thấy E. faecium có thể thích ứng rất tốt với những thay đổi của môi trường, chẳng hạn như việc tăng cường sử dụng cồn sát khuẩn. Bên cạnh đó việc tuân thủ quy trình sát khuẩn giữa các nhân viên y tế và giữa các bệnh viện không đồng nhất với nhau cũng là một trong các yếu tố dẫn đến không thể loại bỏ hoàn toàn E. faecium, và có thể gây ra sự lây lan khó lường [66].

Biện pháp kiểm soát lây truyền VRE trong bệnh viện Theo khuyến cáo của CDC, việc loại bỏ VRE sẽ dễ dàng hơn nếu các chủng VRE được phát hiện chỉ giới hạn trong một vài bệnh nhân hoặc một khoa phòng. Tuy nhiên 5 sẽ rất khó khăn và tốn kém nếu các chủng này đã lan rộng ra nhiều vị trí trong bệnh viện. Vì vậy, nhân viên y tế cần áp dụng tích cực các biện pháp kiểm soát nhiễm trùng cũng như tuân thủ nghiêm ngặt các quy định để hạn chế lây lan VRE trong môi trường bệnh viện, tiêu biểu như: + Thực hiện cách ly để ngăn ngừa lây truyền VRE từ bệnh nhân sang bệnh nhân + Sử dụng riêng các thiết bị như ống nghe, máy đo huyết áp, nhiệt kế cho nhóm bệnh nhân nhiễm VRE. Khi chăm sóc, cần mang áo bảo hộ và găng tay riêng.

+ Trong trường hợp khả thi, có thể sắp xếp riêng các nhân viên y tế chỉ chăm sóc bệnh nhân nhiễm VRE để giảm thiểu sự di chuyển và tiếp xúc vòng tròn giữa nhân viên y tế - bệnh nhân dương tính - bệnh nhân âm tính [43]. Việc áp dụng các biện pháp khử khuẩn triệt để tại các phòng bệnh từng có bệnh nhân nhiễm VRE là thực sự cần thiết. Phương pháp làm sạch bằng cách lau các bề mặt hay tiếp xúc bằng khăn lau thấm đẫm dung dịch sát khuẩn rồi để ướt trong 10 phút do Byers và cs (1998) đề xuất đã được chứng minh có hiệu quả loại bỏ VRE tốt hơn các biện pháp xịt kháng khuẩn thông thường và giảm thiểu đáng kể nguy cơ lây nhiễm VRE trong bệnh viện [22]. Ngoài ra các đồ dùng cá nhân của bệnh nhân nhiễm VRE cũng được coi như vật dụng đã nhiễm khuẩn và cần khử trùng theo quy định [6].

Giải trình tự toàn bộ hệ gen và ứng dụng trong nghiên cứu đường lây truyền của vi khuẩn đa kháng 1. Vai trò của nghiên cứu đường lây truyền Kháng kháng sinh là một trong những thách thức lớn nhất hiện tại đối với sức khỏe cộng đồng [27]. Các đợt dịch do vi khuẩn đa kháng nói riêng và các tác nhân gây bệnh nói chung sẽ được kiểm soát và hạn chế một cách hiệu quả nếu hiểu biết được cơ chế và con đường lây truyền của các tác nhân này. Một nghiên cứu trên 12 trẻ em mang MRSA tại Khoa Chăm sóc trẻ em đặc biệt tại Bệnh viện Đại học Cambridge đã phát hiện thêm 26 trường hợp mang MRSA liên quan, cũng như chỉ ra có sự lây truyền giữa các khoa phòng trong bệnh viện, giữa các bà mẹ tại phòng sau sinh cũng như trong cộng đồng.

Ngay lập tức các biện pháp tăng cường phòng chống nhiễm khuẩn đã được áp dụng để cắt đứt đường lây truyền. Nghiên cứu còn xác nhận rằng các nhân viên y tế mang MRSA có thể là nguồn phát sinh tiềm ẩn của các đợt dịch do MRSA trong bệnh 6 viện [21]. Vai trò của nghiên cứu đường lây truyền còn được chứng minh thông qua kiểm soát một số đợt dịch do E. coli và Klebsiella pneumoniae đa kháng gây ra [8], [48].