Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đại cương vi khuẩn Acinetobacter baumannii 1. Acinetobacter baumannii Acinetobacter baumannii là một trong những vi khuẩn được chú ý trong nhóm vi khuẩn Gram âm gây bệnh, có kích thước tương đối ngắn, gần như hình tròn hoặc hình que. Nó được đặt theo tên của nhà vi khuẩn học Paul Baumann.
Acinetobacter baumannii có thể là một mầm bệnh cơ hội ở người, ảnh hưởng đến những người có hệ thống miễn dịch bị suy giảm và trở nên nghiêm trọng như một bệnh nhiễm trùng có nguồn gốc từ bệnh viện. Phân loại của Acinetobacter baumannii: Giới : Bacteria Ngành : Proteobacteria Lớp : Gammaproteobacteria Bộ : Pseudomonadales Họ : Moraxellaceae Chi : Acinetobacter Loài : Acinetobacter baumannii [40]. Về mặt hình thái Acinetobacter baumannii là: một vi khuẩn Gram âm, đa hình (hình cầu khuẩn hoặc cầu trực khuẩn), thường có dạng song cầu, không di động, có kích thước 0,9-1,6µm, có vỏ khá dày và không sinh nha bào và có nguồn gốc từ trong thiên nhiên như đất, nước, thực phẩm… Ngoài ra, trong môi trường bệnh viện , chúng có thể tìm thấy trên giường, rèm, tường, các dụng cụ và thiết bị y tế… [3]. Vi khuẩn Acinetobacter baumannii (Nguồn: Atlas hình thể vi khuẩn và khuẩn lạc, 2009 [17]) 1.
Đặc điểm sinh học của Acinetobacter baumannii 1. Tính chất nuôi cấy Acinetobacter baumannii là vi khuẩn hiếu khí tuyệt đối và dễ mọc trên các môi trường nuôi cấy thông thường ở nhiệt độ 35-37oC như: - Trong môi trường canh thang, vi khuẩn mọc nhanh và đục đều. - Trên môi trường thạch máu (Blood Agar) khuẩn lạc tương đối nhẵn đôi khi có hơi nhầy, không gây tan máu, có màu trắng đục hoặc màu xám nhạt và có hình tròn, đường kính 1-2mm [40]. Khuẩn lạc Acinetobacter baumannii trên môi trường Blood Agar (Nguồn: Atlas hình thể vi khuẩn và khuẩn lạc, 2009 [17]) 5 - Trên môi trường Mac-Conkey Agar thấy được các khuẩn lạc không lên men lactose nên có màu trắng đục và hình tròn với kích thước nhỏ [40].
Khuẩn lạc Acinetobacter baumannii trên môi trường Mac-Conkey Agar (Nguồn: Atlas hình thể vi khuẩn và khuẩn lạc, 2009 [17]) 1. Tính chất sinh vật hoá học của Acinetobacter baumannii Các đặc điểm sinh vật hoá học của Acinetobacter baumannii: Bảng 1. Các đặc điểm sinh vật hoá học của Acinetobacter baumannii Thuộc tính của STT Đặc điểm sinh vật hoá học Acinetobacter baumannii 1 Thử nghiệm oxidase Âm tính 2 Thử nghiệm catalase Dương tính 3 Citrate Dương tính 4 Khí (gas) Âm tính 5 Nhuộm Gram Gram âm 6 H2S, Indol, MR-VP, Urease Âm tính 7 Galactose, Malonate Dương tính 8 Glucose Dương tính 9 Lactose Âm/Dương tính 6 Giống như một số loại vi khuẩn Gram âm khác, chúng dễ bị các chất khử trùng tiêu diệt nhưng Acinetobacter baumannii có tính chất thay đổi tuỳ theo điều kiện và phân bố trong các môi trường khác nhau như: ở ngoại cảnh (đất, nước, không khí…), trong môi trường bệnh viện (có thể tìm thấy trên giường, rèm, tường, các dụng cụ và thiết bị y tế…) [37]. Acinetobacter baumannii có thể tồn tại lâu và tích luỹ các gen đề kháng kháng sinh ngay trong bệnh viện nhờ vào việc tồn tại ở trạng thái không hoạt động và khả năng hình thành biofilm.
Việc hình thành biofilm giúp cho Acinetobacter baumannii có thể bám vào bề mặt các sinh vật sống và cả bề mặt khác, mặt khác đây cũng chính là một trong những yếu tố quan trọng trong việc tồn tại và gây bệnh của Acinetobacter baumannii [46]. Khả năng gây bệnh Nguồn lây: Acinetobacter baumannii có thể sống trong nhiều điều kiện khác nhau của tự nhiên cũng như trong môi trường bệnh viện, đặc biệt còn có thể cư trú trên da của người bệnh và người khoẻ mạnh, nhân viên y tế do đó họ sẽ trở thành người lành mang trùng có nguy cơ lây nhiễm tiềm tàng khá cao. Đường lây: vi khuẩn Acinetobacter baumannii lây qua các đường sau: - Lây qua con đường tiếp xúc: đây là con đường lây nhiễm chính. Bệnh nhân có thể tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp với các nguồn nhiễm như: bệnh nhân, nhân viên y tế bị nhiễm, các bề mặt môi trường bị nhiễm khuẩn.
đặc biệt là các dụng cụ xâm lấn vào cơ thể bệnh nhân và từ đó đi vào trong dòng máu như các catheter mạch máu, ống nội khí quản. - Lây qua đường giọt bắn: vi khuẩn Acinetobacter baumannii có thể lây qua đường giọt bắn hoặc không khí, điều này giúp cho việc lý giải cho khả năng lan tràn với phạm vi rộng của vi khuẩn trong môi trường bệnh viện [18]. Đối tượng gây bệnh của Acinetobacter baumannii: vi khuẩn gây bệnh trên bệnh nhân có bệnh lý mạn tính, suy giảm miễn dịch do HIV/AIDS, việc sử 7 dụng thuốc ức chế miễn dịch hay thuốc chống phân bào một thời gian dài… Yếu tố độc tố của vi khuẩn Acinetobacter baumannii: - Các đặc tính độc lực của Acinetobacter baumannii chủ yếu được đề cập từ việc tránh được sự thanh thải của hệ thống miễn dịch, tạo điều kiện cho mật độ vi khuẩn cao kích hoạt nhiễm trùng huyết qua trung gian lipopolysaccharides (LPS)-Toll like receptor 4 (TLR4) [44]. - Polysaccharide là một yếu tố độc lực quan trọng giúp tránh được miễn dịch, trong khi LPS gây sốc nhiễm trùng [44].
- Protein màng ngoài A có liên quan đến việc cải thiện độ bám dính, đặc biệt với các tế bào biểu mô của đường hô hấp. Nó khu trú trong ty thể và nhân được biểu hiện bởi phân tử proapoptotic cytochrome C gây chết tế bào [44]. Cơ chế gây bệnh của Acinetobacter baumannii: được tính từ lúc nghiên cứu cho đến hiện nay thì các cơ chế gây bệnh của Acinetobacter baumannii được mô tả như sau: - Sự hình thành màng sinh học, sự xâm thực của bề mặt môi trường được thúc đẩy bởi sự kết dính qua pili và sự hình thành đó của màng sinh học. Protein gắn với màng sinh học cần thiết cho sự duy trì và trưởng thành của màng sinh học.
Bap cũng có vai trò khá quan trọng trong việc xâm nhập của vi khuẩn vì điều kiện thuận lợi cho sự bám dính vào các tế bào [44]. - Protein màng ngoài A, sản xuất OmpA cần thiết tạo ra một màng sinh học nguyên vẹn, cần thiết cho sự bám dính lên các tế bào biểu mô, gây ra apoptosis của tế bào bằng cách xâm nhập vào tế bào và kích thích giải phóng cytochrme C và các yếu tố gây apoptosis. Mặc khác OmpA cũng giúp liên kết với yếu tố H, là chất ức chế con đường bổ thể thay thế [44]. - Fimbriae giúp gắn sinh vật vào các bề mặt trong môi trường.
Chúng cũng giúp định cư trên các bề mặt sinh vật, chẳng hạn như tế bào biểu mô [44]. Kháng sinh 1. Định nghĩa Kháng sinh là những chất kháng khuẩn (antibacterial substances) được tạo ra bởi các chủng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, actinomycetes), có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật khác [2]. Cơ chế và vị trí tác dụng của kháng sinh Hoạt tính kháng khuẩn của hầu hết các nhóm kháng sinh đều liên quan trực tiếp đến các đặc tính điển hình của cấu trúc vi khuẩn hoặc các quá trình trao đổi chất của chúng.
Để tìm hiểu vị trí tác dụng của một loại kháng sinh cụ thể trước hết phải nắm được cấu trúc của kháng sinh và nơi nó có thể gắn kết. Hầu hết các đích của kháng sinh thường liên quan trực tiếp đến tế bào vi khuẩn thông qua việc ức chế quá trình sinh trưởng của tế bào hoặc ức chế hình thành vật liệu di truyền [45]. Các vị trí tác dụng của kháng sinh (Nguồn: Ebimieowei E và Ibemologi A, 2016 [45]) 9 1. Ức chế quá trình sinh tổng hợp protein Kháng sinh ngăn cản sự khởi đầu của quá trình tổng hợp protein bằng cách gắn vào tiểu đơn vị ribosom 30S và 50S với các cơ chế bao gồm: - Liên kết không đảo ngược với ribosom 30S và ngăn cản phức hệ khởi đầu 30S (30S-mARN-tARN): các amioglycosid [2].
- Liên kết đảo ngược với ribosom 30S và ức chế quá trình liên kết aminoacyl-t-ARN với vị trí tiếp nhận trên ribosom 70S: các tetracycline. - Cản trở có thể đảo ngược quá trình tương tác giữa mARN và ribosom 30S mà không gây sai sót trong dịch mã mARN như các amoniglycoside: spectinomycin (kháng khuẩn). - Liên kết ribosom 50S ức chế hoạt tính của piptidyl transferase: lincomycin, clindamycin, cloramphenocol [2]. Ngoài cơ chế trên, các kháng sinh còn có khả năng tác động lên quá trình kéo dài chuỗi peptid nhờ vào liên kết với yếu tố kéo dài G (EF-G) và ức chế giải phóng yếu tố kéo dài G (EF-G) từ phức hợp EF-R/GDP: acid fusidic.
Ức chế quá trình sinh tổng hợp acid nucleic Kháng sinh có thể tác động vào quá trình sinh tổng hợp acid nucleic bao gồm cả sinh tổng hợp ARN và ADN. Quá trình ức chế sinh tổng hợp ARN nhờ vào liên kết với các ARN polymerase độc lập với ADN và ức chế sự khởi đầu tổng hợp ARN: rifampin, rifammycin, rifampicin [2]. Đối với sinh tổng hợp ADN, kháng sinh liên kết với tiểu đơn vị A của ADN gyrase (topoisomerase) và ngăn cản quá trình siêu cuộn xoắn của ADN bởi vậy ức chế quá trình tổng hợp ADN: quinolon, fluoroquinolone, acid oxolinic [2]. Kìm hãm các quá trình trao đổi chất Cơ chế này thông qua quá trình sinh tổng hợp acid folic.
Đây là chất rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cả acid nucleic và acid amin. Một số loại kháng sinh như sulphonamid và trimethoprim thể hiện tính chất như một cơ chất giả cần thiết cho quá trình trao đổi chất ở tế bào vi khuẩn. Cơ chế này làm cho enzyme của vi khuẩn gắn với kháng sinh thay vì gắn vào cơ chế thông thường. Cụ thể đối với sulfonamide, đóng vai trò như: tetrahydrofolate là một thành phần quan trọng trong việc tổng hợp acid folic ở tế bào vi khuẩn [45].
Các chất tương tự acid para-aminobenzoic ức chế cạnh tranh đối với sự hình thành acid folic: sulfonamide, sulfone, para-aminosalicylid, depsone (kháng khuẩn). Tác động lên thành tế bào vi khuẩn Kháng sinh đại diện cho cơ chế ức chế sinh tổng hợp acid mycolic, một thành phần của thành tế bào vi khuẩn, là isoniazid tuy nhiên cơ chế chính tác động lên thành tế bào vi khuẩn của kháng sinh đó là quá trình ức chế tổng hợp thành tế bào vi khuẩn. Quá trình tổng hợp peptidoglycan diễn ra theo ba bước, và mỗi bước đều có thể trở thành đích tác động của kháng sinh. Trong đó giai đoạn thứ ba của quá trình tổng hợp của thành tế bào gồm quá trình polymer hóa và gắn peptidoglycan mới sinh vào thành tế bào là giai đoạn tác động chủ yếu của kháng sinh.