Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu ở mức độ phân tử khả năng kháng carbapenem của một số vi khuẩn gram âm phân lập từ bệnh nhân tại bệnh viện việt đức và bệnh viện trung ương quân đội 108

Nghiên cứu khả năng kháng carbapenem của vi khuẩn gram âm tại bệnh viện Việt Đức và bệnh viện 108, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị.

• Tác giả: Trần Diệu Linh
• Người hướng dẫn: Gs. Đặng Đức Anh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Vi sinh vật học
• Đề tài: Nghiên cứu ở mức độ phân tử khả năng kháng carbapenem của một số vi khuẩn gram âm phân lập từ bệnh nhân tại bệnh viện Việt Đức và Bệnh viện Trung ương Quân đội 108
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 2. CHƯƠNG 2: DANH MỤC CÁC HÌNH
• 3. CHƯƠNG 3: DANH MỤC CÁC BẢNG
• 4. CHƯƠNG 4: MỞ ĐẦU
• 5. CHƯƠNG 5: VI KHUẨN GRAM ÂM VÀ TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH
• 5.1. Vi khuẩn Gram âm
• 5.2. Tính kháng kháng sinh của vi khuẩn Gram âm
• 5.3. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn Gram âm. Cơ sở di truyền học của cơ chế kháng kháng sinh
• 5.4. Kháng sinh nhóm carbapenem và cơ chế kháng kháng sinh nhóm carbapenem của vi khuẩn Gram âm
• 5.4.1. Kháng sinh nhóm carbapenem
• 5.4.2. Cơ chế đề kháng kháng sinh nhóm carbapenem của vi khuẩn Gram âm
• 5.5. Một số phương pháp hiện đại ứng dụng trong nghiên cứu cơ chế đề kháng carbapenem ở mức độ phân tử và khả năng lan truyền của các chủng vi khuẩn mang gen kháng
• 5.5.1. Các phương pháp nghiên cứu đặc tính và cơ chế kháng carbapenem ở mức độ phân tử của các chủng vi khuẩn kháng thuốc
• 5.5.2. Các phương pháp nghiên cứu khả năng lan truyền của các chủng vi khuẩn mang gen kháng
• 5.6. Tình hình kháng kháng sinh nhóm carbapenem của vi khuẩn Gram âm trên thế giới và tại Việt Nam
• 5.6.1. Tình hình kháng kháng sinh nhóm carbapenem của vi khuẩn Gram âm trên thế giới
• 5.6.2. Tình hình kháng kháng sinh nhóm carbapenem của vi khuẩn Gram âm tại Việt Nam
• 6. CHƯƠNG 6: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 6.1. Địa điểm nghiên cứu
• 6.2. Thiết kế nghiên cứu
• 6.3. Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu
• 6.3.1. Thời gian thực hiện
• 6.3.2. Địa điểm thực hiện
• 6.4. Đối tượng nghiên cứu
• 6.5. Cỡ mẫu nghiên cứu
• 6.5.1. Cỡ mẫu cho mục tiêu 1
• 6.5.2. Cỡ mẫu cho mục tiêu 2
• 6.6. Sơ đồ tóm tắt các bước nghiên cứu
• 6.6.1. Sơ đồ tóm tắt các bước nghiên cứu đáp ứng mục tiêu 1
• 6.6.2. Sơ đồ tóm tắt các bước nghiên cứu đáp ứng mục tiêu 2
• 6.7. Phương pháp nghiên cứu
• 6.8. Trang thiết bị chính
• 6.9. Nuôi cấy và định danh lại vi khuẩn. Tách chiết ADN
• 6.10. Phản ứng chuỗi polymerase (PCR)
• 6.11. Giải trình tự gen
• 6.12. Thử nghiệm khả năng sinh enzyme carbapenemase của các chủng mang gen kháng bằng phương pháp Carba NP cải tiến (Carba NP - direct)
• 6.13. Thử nghiệm xác định nồng độ kháng sinh tối thiểu ức chế sự phát triển của vi khuẩn (MIC)
• 6.14. Kỹ thuật điện di xung trường (PFGE)
• 6.15. Kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen của vi khuẩn (WGS)
• 6.16. Kỹ thuật S1-PFGE và Southern blot
• 6.17. Kỹ thuật tiếp hợp vi khuẩn để truyền plasmid
• 6.18. Xử lý và phân tích số liệu
• 6.19. Kiểm soát tính chính xác và độ tin cậy của các kỹ thuật trong quá trình nghiên cứu
• 6.20. Đạo đức trong nghiên cứu
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 7.1. Một số đặc điểm chung của các chủng vi khuẩn phân lập tại 2 bệnh viện
• 7.2. Phát hiện sự có mặt của các gen mã hoá carbapenemase ở các chủng vi khuẩn kháng carbapenem phân lập tại 2 bệnh viện
• 7.3. Xác định khả năng sinh enzyme carbapenemase và mức độ nhạy cảm kháng sinh của các chủng vi khuẩn mang gen mã hoá carbapenemase
• 7.3.1. Xác định khả năng sinh enzyme carbapenemase của các chủng vi khuẩn mang gen mã hoá carbapenemase
• 7.3.2. Xác định mức độ nhạy cảm kháng sinh của các chủng vi khuẩn mang gen mã hoá carbapenemase theo tiêu chuẩn lâm sàng
• 7.4. Xác định mối liên hệ về kiểu gen của các chủng vi khuẩn mang gen mã hoá carbapenemase phân lập tại Bệnh viện Việt Đức và Bệnh viện Trung ương quân đội 108
• 7.4.1. Xác định mối liên hệ về kiểu gen của các chủng vi khuẩn sinh enzyme carbapenemase trong nghiên cứu bằng kỹ thuật PFGE
• 7.4.2. Xác định mối liên hệ về kiểu gen và sequence type của các chủng vi khuẩn sinh enzyme carbapenemase tại Việt Nam và trên thế giới bằng kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen của vi khuẩn
• 7.5. Xác định cơ chế lan truyền qua trung gian plasmid của các chủng vi khuẩn mang gen mã hoá carbapenemase
• 7.5.1. Xác định đặc điểm của các plasmid mang gen mã hoá carbapenemase
• 7.5.2. Xác định khả năng lan truyền gen kháng qua trung gian plasmid giữa các chủng vi khuẩn
• 7.6. Xác định cấu trúc của các yếu tố di truyền di động mang gen mã hoá carbapenemase
• 7.6.1. Cấu trúc của các yếu tố di truyền di động mang gen blaKPC-2
• 7.6.2. Cấu trúc của các yếu tố di truyền di động mang gen blaNDM-1
• 7.6.3. Cấu trúc của các yếu tố di truyền di động mang gen blaOXA-48
• 7.6.4. Cấu trúc của yếu tố di truyền di động mang gen blaIMP-1
• 7.6.5. Cấu trúc của yếu tố di truyền di động mang gen blaOXA-23
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ XUẤT BẢN CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC TÀI LIỆU
• PHỤ LỤC 1: DANH SÁCH MẪU NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ THEO MỘT SỐ NỘI DUNG CỦA MỤC TIÊU 1
• PHỤ LỤC 2: DANH SÁCH MẪU NGHIÊN CỨU ĐƯỢC GIẢI TRÌNH TỰ TOÀN BỘ HỆ GEN CỦA MỤC TIÊU 2
• PHỤ LỤC 3: BẢNG PHIÊN GIẢI KẾT QUẢ MIC THEO TIÊU CHUẨN CLSI 2017

Tóm tắt

I. Tổng quan về khả năng kháng carbapenem của vi khuẩn gram âm

Khả năng kháng carbapenem của vi khuẩn gram âm đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng trong y tế hiện đại. Carbapenem là nhóm kháng sinh mạnh, thường được sử dụng để điều trị các nhiễm trùng nặng do vi khuẩn kháng thuốc. Tại Việt Nam, tình hình kháng carbapenem đang gia tăng, đặc biệt tại các bệnh viện lớn như Bệnh viện Việt Đức và Bệnh viện 108. Nghiên cứu này nhằm mục đích phân tích khả năng kháng carbapenem của các chủng vi khuẩn gram âm tại hai bệnh viện này, từ đó đưa ra các giải pháp phòng ngừa và điều trị hiệu quả.

1.1. Định nghĩa và phân loại vi khuẩn gram âm

Vi khuẩn gram âm là nhóm vi khuẩn có cấu trúc màng tế bào đặc biệt, khiến chúng kháng lại nhiều loại kháng sinh. Chúng thường gây ra các bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng và có khả năng kháng thuốc cao. Việc hiểu rõ về đặc điểm của vi khuẩn gram âm là cần thiết để phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả.

1.2. Tình hình kháng carbapenem tại Việt Nam

Tình hình kháng carbapenem tại Việt Nam đang trở nên nghiêm trọng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ vi khuẩn kháng carbapenem đang gia tăng, đặc biệt là ở các bệnh viện lớn. Việc theo dõi và nghiên cứu tình hình này là rất quan trọng để có biện pháp can thiệp kịp thời.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu khả năng kháng carbapenem

Nghiên cứu khả năng kháng carbapenem gặp nhiều thách thức, bao gồm việc xác định chính xác các chủng vi khuẩn kháng thuốc và cơ chế kháng. Các phương pháp hiện tại có thể chưa đủ nhạy để phát hiện tất cả các chủng vi khuẩn kháng. Hơn nữa, việc lây lan của các gen kháng thuốc qua plasmid cũng là một vấn đề lớn, làm gia tăng sự kháng thuốc trong cộng đồng.

2.1. Các phương pháp nghiên cứu hiện tại

Các phương pháp nghiên cứu hiện tại bao gồm nuôi cấy vi khuẩn, thử nghiệm độ nhạy kháng sinh và phân tích gen. Tuy nhiên, những phương pháp này có thể gặp khó khăn trong việc phát hiện các chủng vi khuẩn kháng thuốc mới hoặc hiếm gặp.

2.2. Tác động của việc lạm dụng kháng sinh

Lạm dụng kháng sinh trong điều trị và chăn nuôi là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng kháng thuốc. Việc sử dụng kháng sinh không hợp lý đã tạo áp lực lớn lên vi khuẩn, khiến chúng phát triển khả năng kháng thuốc nhanh chóng.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng kháng carbapenem hiệu quả

Để nghiên cứu khả năng kháng carbapenem, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và chính xác. Việc sử dụng kỹ thuật giải trình tự gen và điện di xung trường (PFGE) giúp xác định cấu trúc gen và mối liên hệ giữa các chủng vi khuẩn. Ngoài ra, các thử nghiệm sinh enzyme carbapenemase cũng rất quan trọng trong việc đánh giá khả năng kháng thuốc.

3.1. Kỹ thuật giải trình tự gen

Giải trình tự gen giúp xác định các gen kháng thuốc và cơ chế kháng của vi khuẩn. Kỹ thuật này cho phép phát hiện các biến thể gen mới và hiểu rõ hơn về sự phát triển của khả năng kháng thuốc.

3.2. Thử nghiệm sinh enzyme carbapenemase

Thử nghiệm sinh enzyme carbapenemase là phương pháp quan trọng để xác định khả năng kháng của vi khuẩn. Phương pháp này giúp phát hiện các chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy carbapenem, từ đó đưa ra các biện pháp điều trị phù hợp.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ vi khuẩn kháng carbapenem tại Bệnh viện Việt Đức và Bệnh viện 108 đang gia tăng. Các chủng vi khuẩn như E. coli và K. pneumoniae là những tác nhân chính gây ra tình trạng này. Việc phát hiện sớm và điều trị kịp thời là rất quan trọng để giảm thiểu tác động của tình trạng kháng thuốc.

4.1. Tỷ lệ vi khuẩn kháng carbapenem

Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ vi khuẩn kháng carbapenem tại hai bệnh viện này lên tới 30%. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp can thiệp kịp thời để kiểm soát tình hình.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong điều trị

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong việc xây dựng các phác đồ điều trị hiệu quả hơn cho các bệnh nhân nhiễm vi khuẩn kháng carbapenem. Việc này không chỉ giúp cải thiện sức khỏe bệnh nhân mà còn giảm thiểu tình trạng kháng thuốc trong cộng đồng.

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

Khả năng kháng carbapenem của vi khuẩn gram âm là một thách thức lớn trong y tế hiện đại. Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng tình hình kháng thuốc đang gia tăng tại các bệnh viện lớn. Cần có các biện pháp phòng ngừa và điều trị hiệu quả để kiểm soát tình trạng này. Tương lai của nghiên cứu kháng thuốc cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp mới và nâng cao nhận thức về việc sử dụng kháng sinh hợp lý.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên tục

Nghiên cứu liên tục về khả năng kháng thuốc là rất cần thiết để theo dõi sự phát triển của các chủng vi khuẩn kháng thuốc. Việc này giúp các nhà khoa học và bác sĩ có thông tin kịp thời để đưa ra các biện pháp can thiệp hiệu quả.

5.2. Hướng đi tương lai trong điều trị nhiễm khuẩn

Hướng đi tương lai trong điều trị nhiễm khuẩn cần tập trung vào việc phát triển các loại kháng sinh mới và các phương pháp điều trị thay thế. Điều này sẽ giúp giảm thiểu tình trạng kháng thuốc và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tình trạng vi khuẩn kháng kháng sinh là một vấn đề y tế công cộng nghiêm trọng, đe dọa trực tiếp đến hiệu quả điều trị và chăm sóc sức khỏe con người trên phạm vi toàn cầu. Sự xuất hiện và lây lan nhanh chóng của các chủng vi khuẩn Gram âm kháng kháng sinh nhóm carbapenem đặt ra thách thức điều trị lớn, bởi carbapenem vốn được coi là nhóm kháng sinh "lựa chọn cuối cùng" tại các cơ sở y tế để điều trị các trường hợp nhiễm trùng nặng do vi khuẩn đa kháng thuốc. Tại Việt Nam, vi khuẩn Gram âm kháng carbapenem trong bệnh viện đã được ghi nhận ở mức độ cao; khảo sát tại 6 bệnh viện năm 2008 cho thấy tỷ lệ kháng carbapenem ở Pseudomonas aeruginosa là 20% và ở Acinetobacter baumannii lên tới 50%. Mặc dù một số nghiên cứu trước đây tại Việt Nam đã bước đầu xác định sự có mặt của các gen bla_NDM-1, bla_KPC, bla_OXA-23 và bla_OXA-58, nhưng số lượng chủng kháng được xác định mang các gen này còn thấp hơn nhiều so với tổng số chủng kháng phát hiện được trên thực tế. Đồng thời, đặc điểm phân tử của các plasmid mang gen kháng, cấu trúc các yếu tố di truyền di động và mối liên hệ kiểu gen giữa các chủng kháng tại Việt Nam với các chủng trên thế giới vẫn chưa được làm sáng tỏ bằng các kỹ thuật hiện đại như giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS).

Luận án tiến sĩ sinh học chuyên ngành Vi sinh vật học (Mã số: 62420107) của nghiên cứu sinh Trần Diệu Linh, thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Đặng Đức Anh và GS. Phạm Văn Ty, được tiến hành nhằm giải quyết khoảng trống nghiên cứu nói trên.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm hai nội dung:

1. Phát hiện sự có mặt của các gen mã hoá carbapenemase ở các chủng vi khuẩn Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii kháng carbapenem phân lập tại Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức và Bệnh viện Trung ương Quân đội 108.
2. Xác định được một số đặc điểm phân tử của các chủng vi khuẩn mang gen mã hoá carbapenemase phân lập tại Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức và Bệnh viện Trung ương Quân đội 108.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Các chủng vi khuẩn Gram âm (E. coli, K. pneumoniae, A. baumannii) kháng carbapenem phân lập từ mẫu bệnh phẩm lâm sàng của bệnh nhân.
• Phạm vi không gian: Nghiên cứu thu thập mẫu bệnh phẩm tại hai bệnh viện tuyến trung ương ở Hà Nội gồm Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức và Bệnh viện Trung ương Quân đội 108.
• Phạm vi thời gian và cơ sở triển khai: Đề tài sử dụng kinh phí từ Đề tài cấp nhà nước (Mã số: MOST: NHQT/SPĐP/02) do TS. Trần Huy Hoàng chủ nhiệm và Đề tài nhánh thuộc Dự án hợp tác giữa Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương và Viện Nghiên cứu Quốc gia các Bệnh truyền nhiễm Nhật Bản (NIID) giai đoạn 2016–2019.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án tổng kết lịch sử phát triển của hiện tượng kháng thuốc: vi khuẩn kháng thuốc đầu tiên được ghi nhận là Streptococcus pyogenes kháng sulfonamide vào thập niên 1930 trong bệnh viện quân đội, tiếp theo là Staphylococcus aureus kháng penicillin tại London vào thập niên 1940, và các chủng vi khuẩn đường ruột (E. coli, Shigella, Salmonella) đa kháng xuất hiện từ cuối thập niên 1950 đến đầu thập niên 1960. Tác giả trích dẫn số liệu ước tính thiệt hại kinh tế do vi sinh vật kháng thuốc tại Mỹ dao động từ 150 triệu đến 30 tỷ USD mỗi năm.

Về tình hình sử dụng kháng sinh nhóm carbapenem tại Việt Nam, số liệu tổng kết giai đoạn 2008–2010 cho thấy mức tiêu thụ imipenem đạt 22,58 DDD/100 ngày nằm viện tại Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương (2008–2009) và 16,46 DDD/100 tại Bệnh viện Việt Đức (2010). Tại Bệnh viện Bạch Mai, số liều DDD/100 tăng gấp đôi từ năm 2012 đến 2016, tập trung cao nhất tại Khoa Hồi sức tích cực ở mức 54,75 DDD/100, trong đó meropenem là kháng sinh được sử dụng phổ biến nhất.

Trên thế giới, các nhóm enzyme carbapenemase chủ yếu được phát hiện gồm:

• Nhóm A: Enzyme KPC phát hiện lần đầu năm 1996 ở K. pneumoniae tại Mỹ, biến thể bla_KPC-2 phổ biến nhất; enzyme SME (1990 tại Anh), IMI, NMC-A, SFC, SHV-38 và GES (31 biến thể).
• Nhóm B (Metallo-β-lactamase): IMP phát hiện lần đầu năm 1991 tại Nhật Bản trên Serratia marcescens; VIM; SPM-1 (Brazil); GIM-1 (Đức, 2002); NDM phát hiện lần đầu năm 2010 từ chủng E. coli tại Ấn Độ (bla_NDM-1), sau đó ghi nhận các biến thể như NDM-4 (đột biến Met154Leu) và NDM-13 (chủng E. coli ST101 tại Nepal mang đột biến D95N và M154L).
• Nhóm D (Oxacillinase): OXA-23 phát hiện năm 1985 tại A. baumannii, có nguồn gốc từ nhiễm sắc thể của Acinetobacter radioresistens; OXA-24/40 (Tây Ban Nha, 1997); OXA-51-like đặc trưng trên nhiễm sắc thể của A. baumannii; OXA-58 (Pháp, 2003); OXA-143 (Brazil, 2004); OXA-48 phát hiện năm 2001 tại Thổ Nhĩ Kỳ trên K. pneumoniae và các biến thể OXA-181, OXA-163, OXA-232.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây đã ghi nhận sự hiện diện của các gen bla_NDM-1, bla_KPC, bla_OXA-23 và bla_OXA-58. Tuy nhiên, các công trình này cho thấy tỷ lệ phát hiện gen kháng đã biết thấp hơn nhiều so với tỷ lệ kháng carbapenem thực tế trên lâm sàng. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống này bằng cách mở rộng phát hiện các biến thể gen mã hóa carbapenemase, ứng dụng kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS) để phân tích sequence type (ST), xác định mối liên hệ phả hệ phân tử giữa các chủng tại Việt Nam với quốc tế, đồng thời phân tích chi tiết đặc điểm cấu trúc di truyền của các plasmid và transposon mang gen kháng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết

Luận án dựa trên nền tảng lý thuyết về cấu trúc màng vi khuẩn Gram âm (lớp màng ngoài phức hợp lipopolysaccharide dày 8–10 nm gồm Lipid A, Polysaccharide lõi, kháng nguyên O; protein lỗ màng porin; protein vận chuyển; lipoprotein và hệ thống pili) và phân loại cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn Gram âm thành 3 nhóm:

1. Giảm tính thấm của màng tế bào (đột biến/mất kênh porin) và tăng cường hoạt động của các hệ thống bơm đẩy chủ động (như bơm đa kháng AcrB-TolC ở E. coli, MexAB-OprM ở P. aeruginosa).
2. Thay đổi đích tác động của kháng sinh: đột biến protein gắn penicillin (PBP), đột biến rARN 23S của tiểu phần ribosome 50S, đột biến rARN 16S, hoặc đột biến các gen gyrA và parC mã hóa ADN gyrase và topoisomerase IV.
3. Sinh tổng hợp enzyme bất hoạt kháng sinh: enzyme ly giải (β-lactamase, esterase, epoxidase), enzyme chuyển nhóm transferase (gắn nhóm adenylyl, phosphoryl, acetyl) và enzyme oxy hóa khử (như TetX ở Bacteroides fragilis).

Khung phân loại enzyme carbapenemase theo Ambler được áp dụng:

• Nhóm A và nhóm D: Sử dụng gốc serine tại vị trí hoạt động để tấn công liên kết C-N của vòng β-lactam, tạo phức hợp Michaelis và sản phẩm trung gian enzyme-acyl trước khi khử acyl giải phóng sản phẩm. Nhóm A bị ức chế bởi axit clavulanic, tazobactam, sulbactam, NXL-104; nhóm D bị ức chế bởi NaCl.
• Nhóm B (Metallo-β-lactamase): Sử dụng ion Zn²⁺ để hoạt hóa phân tử nước phá vỡ liên kết amide của vòng β-lactam mà không tạo sản phẩm trung gian enzyme-acyl; bị ức chế bởi chất tạo phức chelat kim loại như EDTA và axit dipicolinic.

Cơ chế di truyền học bao gồm đột biến và truyền gen ngang (tiếp hợp qua plasmid/pili, biến nạp ADN trần, tải nạp qua bacteriophage, truyền qua yếu tố GTA ở Desulfovibrio desulfuricans). Các yếu tố di truyền di động được khảo sát gồm: trình tự chèn (IS) mang gen tnp và đoạn lặp đảo ngược (IR); integron/gene cassette chứa gen intI, vị trí tái tổ hợp attI, attC và promoter; và transposon (Tn).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Luận án sử dụng thiết kế nghiên cứu mô tả cắt ngang kết hợp thực nghiệm phân tử trong phòng thí nghiệm:

• Nuôi cấy và định danh lại vi khuẩn: Sử dụng môi trường Luria-Bertani (LB) và các môi trường chuyên dụng.
• Tách chiết ADN và phản ứng PCR: Khuếch đại các đoạn gen đích bằng các cặp mồi đặc hiệu phát hiện các gen mã hóa carbapenemase.
• Giải trình tự gen: Giải trình tự chuỗi nucleotide bằng phương pháp Sanger trên hệ thống điện di mao quản.
• Thử nghiệm kiểu hình sinh enzyme: Áp dụng phương pháp Carba NP cải tiến (Carba NP - direct) với thời gian thực hiện 2 giờ để phát hiện nhanh hoạt tính carbapenemase.
• Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC): Đánh giá mức độ nhạy cảm kháng sinh theo tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Phòng xét nghiệm Hoa Kỳ (CLSI 2017).
• Phân tích dịch tễ học phân tử: Kỹ thuật điện di xung trường (PFGE) phân tích mối liên hệ kiểu gen giữa các chủng vi khuẩn.
• Phân tích plasmid: Kỹ thuật S1-PFGE kết hợp lai Southern blot để xác định kích thước và vị trí phân tử của plasmid mang gen kháng; phân loại nhóm tương thích plasmid bằng phương pháp PCR-based replicon typing (PBRT) theo Carattoli và cộng sự với 18 cặp mồi (5 phản ứng multiplex PCR và 3 phản ứng PCR đơn).
• Thử nghiệm tiếp hợp vi khuẩn (conjugation): Đánh giá khả năng lan truyền plasmid mang gen kháng sang chủng nhận E. coli.
• Giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS): Sử dụng công nghệ giải trình tự thế hệ mới, kiểm soát chất lượng dữ liệu với độ phủ (coverage/depth) ≥ 20X; phân tích tin sinh học để xác định sequence type (MLST), cấu trúc plasmid, transposon và các trình tự chèn IS.
• Kiểm soát chất lượng và đạo đức: Sử dụng chủng chuẩn ATCC, tuân thủ các quy trình chuẩn và quy định đạo đức nghiên cứu y sinh học.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Vi khuẩn Gram âm và tính kháng kháng sinh

Chương 1 hệ thống hóa các kiến thức cơ bản và chuyên sâu về vi khuẩn Gram âm, các nhóm kháng sinh, cơ chế tác động và cơ chế kháng thuốc ở mức độ phân tử. Tác giả phân tích cấu trúc hóa học của nhóm carbapenem (bền vững trước nhiều β-lactamase nhờ thay thế nguyên tử S bằng C ở vị trí 1, chuỗi hydroxyethyl tại R2 và cấu hình trans tại C5–C6) cùng đặc điểm 4 kháng sinh lâm sàng phổ biến: imipenem (FDA phê duyệt năm 1985), meropenem (1996), ertapenem (2001) và doripenem (2016).

Bảng tổng hợp đặc điểm các họ enzyme carbapenemase chính thuộc nhóm A, B và D được tác giả trình bày như sau:

Họ enzyme	Nhóm Ambler	Số lượng biến thể (NCBI 6/2017)	Vị trí định vị	Một số vật chủ chính	Phổ thủy phân (PEN / CEP / AZT / CAR)	Chất ức chế đặc hiệu
SME	A	5	Nhiễm sắc thể	S. marcescens	+ / + / + / +	Axit clavulanic
IMI	A	9	Nhiễm sắc thể / Plasmid	E. cloacae	+ / + / + / +	Axit clavulanic
NMC-A	A	1	Nhiễm sắc thể	E. cloacae	+ / + / + / +	Axit clavulanic
KPC	A	24	Plasmid / Nhiễm sắc thể	Enterobacteriaceae, P. aeruginosa	+ / + / + / +	Axit clavulanic
GES	A	31	Nhiễm sắc thể / Plasmid	P. aeruginosa, Enterobacteriaceae	+ / + / - / +	Axit clavulanic
NDM	B	16	Plasmid / Nhiễm sắc thể	Enterobacteriaceae, A. baumannii	+ / + / - / +	EDTA
IMP	B	58	Plasmid	Enterobacteriaceae, P. aeruginosa	+ / + / - / +	EDTA
VIM	B	51	Plasmid	Enterobacteriaceae, P. aeruginosa	+ / + / - / +	EDTA
GIM	B	2	Plasmid	Enterobacteriaceae, P. aeruginosa	+ / + / - / +	EDTA
SPM-1	B	1	Plasmid	P. aeruginosa	+ / + / - / +	EDTA
OXA-23-like	D	19	Nhiễm sắc thể / Plasmid	A. baumannii	+ / + / - / +	NaCl
OXA-24/40-like	D	7	Nhiễm sắc thể / Plasmid	A. baumannii	+ / + / - / +	NaCl
OXA-51-like	D	95	Nhiễm sắc thể	A. baumannii	+ / + / - / +	NaCl
OXA-58-like	D	4	Nhiễm sắc thể / Plasmid	A. baumannii	+ / + / - / +	NaCl
OXA-143-like	D	5	Plasmid	A. baumannii	+ / + / - / +	NaCl
OXA-48-like	D	11	Plasmid / Nhiễm sắc thể	K. pneumoniae, E. coli, C. freundii	+ / + / - / +	NaCl

Ghi chú: PEN: Penicillin; CEP: Cephalosporin; AZT: Aztreonam; CAR: Carbapenem.

Chương này cũng phân tích cấu trúc di truyền của các transposon mang gen kháng:

• Transposon Tn4401 kích thước ~10 kb chứa gen bla_KPC, các gen tnpA, tnpR và hai trình tự chèn ISKpn6, ISKpn7 (với 5 biến thể Tn4401a đến Tn4401e).
• Transposon Tn125 chứa gen bla_NDM-1 flanked bởi hai đoạn ISAba125 ở Acinetobacter, hoặc bị cắt ngắn bởi ISEc33 ở Enterobacteriaceae.
• Transposon Tn1999 (gồm các biến thể Tn1999.1 đến Tn1999.4) chứa gen bla_OXA-48, gen điều hòa lysR và hai đoạn IS1999.
• Đánh giá tổng quan các công cụ nghiên cứu: PCR, Carba NP cải tiến, PFGE, S1-PFGE/Southern blot, PBRT và WGS.

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả toàn bộ quy trình thực nghiệm và kiểm soát dữ liệu:

• Địa điểm nghiên cứu: Mẫu bệnh phẩm được thu thập tại Khoa Vi sinh vật Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức và Bệnh viện Trung ương Quân đội 108. Các phân tích chuyên sâu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Kháng sinh thuộc Khoa Vi khuẩn – Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương, OUCRU Hà Nội, phối hợp cùng Đại học Cardiff (Anh) và Viện NIID (Nhật Bản).
• Cỡ mẫu: Chia thành hai tập mẫu đáp ứng hai mục tiêu: tập mẫu sàng lọc xác định tỷ lệ mang gen kháng và thử nghiệm kiểu hình (Mục tiêu 1); tập mẫu đại diện được chọn lọc để giải trình tự toàn bộ hệ gen WGS, phân tích plasmid và cấu trúc di truyền di động (Mục tiêu 2).
• Các bước kỹ thuật:
  • Tách ADN tổng số và ADN plasmid.
  • Phản ứng PCR phát hiện các gen bla_KPC, bla_NDM, bla_IMP, bla_VIM, bla_OXA-23, bla_OXA-48-like, bla_OXA-51, bla_OXA-58.
  • Thử nghiệm Carba NP cải tiến để xác định kiểu hình sinh carbapenemase.
  • Thử nghiệm xác định MIC đối với imipenem, meropenem, ertapenem, doripenem, ceftazidime, cefotaxime, ciprofloxacin, colistin... theo chuẩn CLSI 2017.
  • Điện di xung trường PFGE sử dụng enzyme cắt giới hạn để phân tích dịch tễ phân tử.
  • Kỹ thuật S1-PFGE kết hợp Southern blot để xác định kích thước plasmid mang gen kháng.
  • Thử nghiệm tiếp hợp truyền plasmid sang chủng E. coli nhận trên môi trường chọn lọc chứa kháng sinh.
  • Kỹ thuật WGS và quy trình tin sinh học: Lắp ráp de novo, phân tích MLST, chú giải gen kháng thuốc và cấu trúc transposon/IS với độ sâu giải trình tự ≥ 20X.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Chương 3 trình bày các phát hiện thực nghiệm chính của luận án:

• Đặc điểm phân bố: Xác định tỷ lệ phân bố các chủng vi khuẩn E. coli, K. pneumoniae, A. baumannii kháng carbapenem thu thập tại 2 bệnh viện và phân bố theo từng loại mẫu bệnh phẩm (máu, mủ, đờm, nước tiểu, dịch dẫn lưu...).
• Tỷ lệ mang gen kháng: Xác định sự hiện diện của các gen mã hóa carbapenemase nhóm A (bla_KPC-2), nhóm B (bla_NDM-1, bla_IMP-1), và nhóm D (bla_OXA-23, bla_OXA-48-like, bla_OXA-51, bla_OXA-58); ghi nhận một số chủng mang đồng thời nhiều gen kháng carbapenem khác nhau.
• Kiểu hình và mức độ nhạy cảm: Kết quả thử nghiệm Carba NP cải tiến khẳng định hoạt tính sinh enzyme carbapenemase của các chủng mang gen. Kết quả thử nghiệm MIC cho thấy các chủng mang gen kháng biểu hiện mức độ đề kháng cao với hầu hết các kháng sinh nhóm β-lactam và carbapenem, nhưng phần lớn vẫn còn nhạy cảm với colistin.
• Mối liên hệ kiểu gen và dịch tễ phân tử:
  • Phân tích PFGE chỉ ra các cụm chủng vi khuẩn có mối liên hệ dịch tễ gần gũi lưu hành trong từng bệnh viện và giữa hai bệnh viện nghiên cứu.
  • Phân tích WGS xác định các sequence type (ST) chủ yếu của E. coli, K. pneumoniae và A. baumannii, đồng thời thiết lập cây phát sinh chủng loại so sánh các chủng phân lập tại Hà Nội với các dòng lưu hành trên các châu lục.
• Đặc điểm plasmid và khả năng lan truyền: Xác định kích thước và nhóm replicon plasmid ưu thế (như IncF, IncA/C, IncL/M, ColE...) bằng kỹ thuật S1-PFGE, Southern blot và PBRT. Thử nghiệm tiếp hợp chứng minh các plasmid mang gen kháng (bla_KPC-2, bla_NDM-1, bla_OXA-48) có khả năng truyền ngang thành công sang chủng nhận E. coli.
• Cấu trúc yếu tố di truyền di động: Giải mã chi tiết cấu trúc các transposon và trình tự chèn IS mang gen kháng:
  • Cấu trúc transposon Tn4401 mang gen bla_KPC-2.
  • Các dạng cấu trúc của transposon Tn125 cải biến mang gen bla_NDM-1.
  • Cấu trúc transposon Tn1999 mang gen bla_OXA-48.
  • Cấu trúc yếu tố di động mang gen bla_IMP-1.
  • Cấu trúc transposon Tn2006 mang gen bla_OXA-23 gắn với ISAba1 ở A. baumannii.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của đề tài

1. Là nghiên cứu có hệ thống đầu tiên ở Việt Nam áp dụng kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS) của vi khuẩn để xác định cơ chế kháng carbapenem ở mức độ phân tử bằng con đường sinh tổng hợp enzyme carbapenemase của một số chủng vi khuẩn Gram âm gây nhiễm trùng phổ biến (E. coli, K. pneumoniae, A. baumannii) phân lập từ mẫu bệnh phẩm lâm sàng. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy mối liên hệ về kiểu gen, sequence type giữa các chủng vi khuẩn kháng carbapenem trong nghiên cứu này với các chủng vi khuẩn kháng carbapenem trên thế giới, qua đó cung cấp các thông tin hữu ích về nguồn gốc và sự lây lan của các chủng vi khuẩn Gram âm kháng carbapenem tại các địa điểm nghiên cứu, làm cơ sở đề xuất các biện pháp kiểm soát nhiễm khuẩn để giảm nguy cơ lây truyền vi khuẩn kháng thuốc ra cộng đồng.
2. Là công trình nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam làm sáng tỏ đặc điểm phân tử của các plasmid và cấu trúc chi tiết của các yếu tố di truyền di động (transposon, IS) mang các gen mã hoá carbapenemase quan trọng (bla_KPC-2, bla_NDM-1, bla_OXA-48, bla_IMP-1, bla_OXA-23).

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Đưa kỹ thuật xét nghiệm nhanh Carba NP cải tiến và các xét nghiệm sinh học phân tử vào quy trình giám sát thường quy tại các phòng xét nghiệm vi sinh bệnh viện nhằm phát hiện sớm các chủng vi khuẩn sinh carbapenemase.
• Tăng cường các biện pháp kiểm soát nhiễm khuẩn nghiêm ngặt tại các khoa điều trị tích cực và ngoại khoa nhằm hạn chế sự lây lan ngang của các dòng vi khuẩn kháng thuốc mang plasmid tự tiếp hợp.
• Tiếp tục duy trì và mở rộng hệ thống giám sát dịch tễ học phân tử kết hợp công nghệ giải trình tự toàn bộ hệ gen để theo dõi sự tiến hóa và phát tán của các dòng vi khuẩn đa kháng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Mẫu nghiên cứu chỉ thu thập tại hai bệnh viện tuyến trung ương trên địa bàn thành phố Hà Nội (Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức và Bệnh viện Trung ương Quân đội 108), do đó dữ liệu chưa phản ánh toàn diện bức tranh dịch tễ học phân tử của vi khuẩn kháng carbapenem trên phạm vi toàn quốc. Ngoài ra, nghiên cứu tập trung chuyên sâu vào cơ chế kháng qua enzyme carbapenemase và yếu tố di truyền di động, chưa đánh giá đồng thời toàn bộ các đột biến kênh porin và hệ thống bơm đẩy trên tất cả các chủng thu thập.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng cỡ mẫu và phạm vi thu thập vi khuẩn kháng carbapenem tại các bệnh viện tuyến tỉnh và các khu vực địa lý khác nhau; ứng dụng WGS để phân tích toàn diện mạng lưới tương tác giữa các plasmid kháng đa thuốc và đánh giá sự lan truyền của các yếu tố di động mới xuất hiện trong quần thể vi khuẩn tại Việt Nam.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo có giá trị cao đối với:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học, giảng viên và nghiên cứu viên thuộc các chuyên ngành Vi sinh vật học, Sinh học phân tử, Bệnh truyền nhiễm và Y học dự phòng trong việc tiếp cận phương pháp luận nghiên cứu kháng thuốc hiện đại.
• Bác sĩ lâm sàng, dược sĩ lâm sàng và cán bộ xét nghiệm vi sinh tại các bệnh viện trong việc hiểu rõ cơ chế phân tử, định hướng lựa chọn phác đồ kháng sinh hợp lý và quản lý sử dụng kháng sinh.
• Các nhà hoạch định chính sách kiểm soát nhiễm khuẩn tại Bộ Y tế và các viện vệ sinh dịch tễ trong việc xây dựng hướng dẫn phòng ngừa và ngăn chặn lây nhiễm chéo vi khuẩn kháng thuốc.
• Phần đáng tham khảo nhất: Hệ thống hóa cơ chế phân tử của các nhóm carbapenemase (Chương 1), quy trình tích hợp các kỹ thuật phân tử từ Carba NP, S1-PFGE, Southern blot, PBRT đến WGS (Chương 2) và bản đồ cấu trúc các transposon mang gen kháng tại Việt Nam (Chương 3).

Câu hỏi thường gặp

1. Ba cơ chế đề kháng kháng sinh nhóm carbapenem chủ yếu của vi khuẩn Gram âm là gì?
Ba cơ chế đề kháng carbapenem chính gồm: (1) Sinh tổng hợp các enzyme carbapenemase (thuộc các nhóm A, B, D) để ly giải vòng β-lactam của kháng sinh; (2) Đột biến làm giảm tính thấm của màng ngoài tế bào thông qua việc giảm biểu hiện hoặc biến đổi các protein lỗ màng (porin) kết hợp thay đổi ái lực PBP; (3) Tăng cường hoạt động của các hệ thống bơm đẩy chủ động để đẩy kháng sinh ra ngoài tế bào. Trong đó, cơ chế sinh enzyme carbapenemase là phổ biến nhất.

2. Điểm khác biệt về mặt hóa sinh giữa carbapenemase nhóm A, D với nhóm B là gì?
Carbapenemase nhóm A và nhóm D sử dụng gốc amino acid serine tại vị trí hoạt động để xúc tác phản ứng thủy phân liên kết amide của vòng β-lactam qua giai đoạn tạo sản phẩm trung gian enzyme-acyl; nhóm A bị ức chế bởi axit clavulanic, nhóm D bị ức chế bởi NaCl. Ngược lại, carbapenemase nhóm B (metallo-β-lactamase) sử dụng ion Zn²⁺ để phối trí và hoạt hóa phân tử nước tấn công trực tiếp vào vòng β-lactam mà không qua sản phẩm trung gian enzyme-acyl; nhóm B bị ức chế bởi các chất tạo phức chelat kim loại như EDTA và axit dipicolinic, có khả năng thủy phân hầu hết các β-lactam ngoại trừ monobactam (aztreonam).

3. Thử nghiệm Carba NP cải tiến có ưu điểm gì so với thử nghiệm Triton Hodge Test (THT)?
Thử nghiệm Carba NP cải tiến là phương pháp sinh hóa phát hiện nhanh hoạt tính carbapenemase với thời gian thực hiện chỉ khoảng 2 giờ (so với 18–24 giờ của THT). Carba NP cải tiến đạt độ nhạy và độ đặc hiệu 100% đối với cả carbapenemase nhóm A và nhóm B, trong khi thử nghiệm THT chỉ đạt độ nhạy khoảng 50% đối với enzyme nhóm B.

4. Nguyên lý phân loại nhóm tương thích của plasmid bằng phương pháp PCR-based replicon typing (PBRT) là gì?
Phương pháp PBRT dựa trên nguyên lý xác định hệ thống kiểm soát sao chép và phân chia plasmid (replicon). Các plasmid có cùng hệ thống sao chép không thể cùng tồn tại ổn định trong một tế bào (không tương thích, cùng nhóm Inc). Phương pháp do Alessandra Carattoli và cộng sự phát triển sử dụng 18 cặp mồi đặc hiệu chia thành 5 phản ứng multiplex PCR và 3 phản ứng PCR đơn để khuếch đại các trình tự replicon đặc trưng, từ đó xếp loại plasmid vào các nhóm Inc tương ứng (như FIA, FIB, FIC, HI1, HI2, I1-Ig, L/M, N, P, W, T, A/C, K, B/O, X, Y, F, FIIA).

5. Trình tự chèn ISAba1 có vai trò gì đối với tính kháng carbapenem ở Acinetobacter baumannii?
Trình tự chèn ISAba1 đóng vai trò thiết yếu trong việc huy động di truyền và gia tăng biểu hiện của các gen mã hóa oxacillinase nhóm D (như họ bla_OXA-23-like, bla_OXA-51-like, bla_OXA-58-like). Khi ISAba1 chèn vào vị trí ngược dòng (phía trước) các gen bla_OXA, nó đóng vai trò như một promoter mạnh giúp tăng cường mức độ phiên mã của gen lên mức đủ để tạo ra kiểu hình đề kháng carbapenem cao trên lâm sàng, đồng thời cấu trúc hai đoạn ISAba1 bao bọc hai đầu gen kháng tạo thành transposon phức hợp (như Tn2006) giúp gen kháng dễ dàng phát tán.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Diệu Linh là công trình nghiên cứu chuyên sâu về vi sinh vật học và sinh học phân tử, làm sáng tỏ cơ chế kháng carbapenem qua con đường sinh enzyme carbapenemase của các vi khuẩn Gram âm (E. coli, K. pneumoniae, A. baumannii) phân lập tại Bệnh viện Việt Đức và Bệnh viện 108. Bằng việc kết hợp các kỹ thuật sinh hóa, vi sinh truyền thống với các công cụ phân tử hiện đại như PFGE, S1-PFGE/Southern blot, PBRT và giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS), tác giả đã giải mã thành công đặc điểm dịch tễ phân tử, xác định các sequence type lưu hành và phân tích chi tiết cấu trúc của các plasmid, transposon mang gen kháng (bla_KPC-2, bla_NDM-1, bla_OXA-48, bla_IMP-1, bla_OXA-23). Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác kiểm soát nhiễm khuẩn bệnh viện, giám sát kháng thuốc và định hướng sử dụng kháng sinh hợp lý tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. VI KHUẨN GRAM ÂM VÀ TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH 1. Vi khuẩn Gram âm Vi khuẩn Gram âm là một nhóm vi khuẩn có lớp màng kép: trong cùng là màng sinh chất, tiếp theo là một lớp peptidoglycan mỏng nằm trong khoang chu chất và sau đó tới màng ngoài. Lớp màng ngoài là phức hợp lipidpolysaccharide nội độc tố gồm lipoprotein và lipopolysaccharide.

Màng ngoài có cấu trúc gần giống màng tế bào chất nhưng phospholipid hầu như chỉ gặp ở lớp trong, còn ở lớp ngoài là lipopolysaccharide dày khoảng 8-10 nm gồm 3 thành phần: Lipid A, Polysaccharide lõi và kháng nguyên O [2]. Màng ngoài còn có thêm các protein: Protein cơ chất: porin ở vi khuẩn còn gọi là protein lỗ xuyên màng với chức năng cho phép một số loại phân tử đi qua chúng như dipeptide, disaccharide, các ion vô cơ…; - Protein màng ngoài: chức năng vận chuyển một số phân tử riêng biệt và đưa qua màng ngoài như: nucleotide, vitamin B12…; - Lipoprotein: đóng vai trò liên kết lớp peptidoglycan bên trong với lớp màng ngoài. Ở mặt ngoài của một số vi khuẩn Gram âm có những sợi nhỏ và ngắn gọi là pili, được chia thành 2 loại là pili chung và pili giới tính. Pili chung giúp vi khuẩn bám lên các bề mặt qua đó quyết định tính chất ngưng kết hồng cầu của vi khuẩn.

Pili giới tính lại đóng vai trò quan trọng là cầu nối truyền ADN từ tế bào vi khuẩn cho sang tế bào vi khuẩn nhận trong quá trình tiếp hợp [2]. Cũng như nhiều loại sinh vật, trong hệ gen của vi khuẩn có nhiều gen chịu trách nhiệm tổng hợp nhiều loại sản phẩm khác nhau cho quá trình sống, sinh trưởng và phát triển của chúng. Điều đặc biệt là có nhiều gen cực kỳ quan trọng của vi khuẩn lại không nằm trong hệ gen của chúng mà định vị trên những ADN vòng tách biệt, nằm rải rác trong nguyên sinh chất của vi khuẩn gọi là các plasmid. Plasmid là một phân tử ADN, có cấu trúc khép lại thành vòng tròn độc lập, có khả năng tồn tại và nhân lên một cách độc lập với hệ gen của tế bào chủ và tương tác, 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] hoạt động vững bền với tế bào chủ.

Giữa chúng và hệ gen của tế bào vật chủ có sự tương tác cộng sinh và chi phối lẫn nhau. Do vậy plasmid của loại vi khuẩn nào thường chỉ thích nghi với loại vi khuẩn đó. Tương tự, vi khuẩn chỉ tiếp nhận những plasmid mà chúng là tế bào vật chủ của các loại plasmid đó [2]. Plasmid thường chứa các gen mã hoá khả năng sinh tổng hợp kháng sinh, đồng thời cũng mang các gen sinh tổng hợp sản phẩm kháng lại kháng sinh.

Ở một số vi sinh vật gây bệnh cho người và động vật, chúng còn là chủ nhân của một số gen sinh tổng hợp các loại độc tố và các protein có hoạt tính cao có chức năng tăng cường độc lực cho vi khuẩn. Do plasmid là một công cụ giúp vận chuyển ADN từ cá thể này sang cá thể khác thông qua hiện tượng truyền gen ngang nên chúng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong lĩnh vực y, sinh, nông, dược và môi trường. Tuy nhiên vi khuẩn Gram âm cũng là căn nguyên phổ biến của các bệnh nhiễm trùng phổ biến trong cộng đồng và trong môi trường bệnh viện, gây ra những tổn thất to lớn cả về sức khỏe, kinh tế và xã hội. Tính kháng kháng sinh của vi khuẩn Gram âm Cho đến nay biện pháp điều trị chủ yếu cho các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra là sử dụng kháng sinh.