MỞ ĐẦU Việc phát minh ra kháng sinh ở thế kỷ 20 đã đóng một vai trò quan trọng trong việc khống chế các bệnh nhiễm trùng. Cùng với việc cải thiện điều kiện vệ sinh, nhà ở, dinh dưỡng và chương trình tiêm chủng mở rộng đã góp phần quan trọng làm giảm tỷ lệ tử vong của các bệnh nhiễm trùng và tuổi thọ của con người đã được nâng cao. Tuy nhiên, hiện nay thực trạng vi khuẩn kháng kháng sinh là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất mà nhân loại đang phải đối mặt trong thế kỷ 21 và được xác định đóng vai trò trọng tâm trong công tác chăm sóc sức khoẻ toàn cầu với chiến lược đánh giá được tác động của vi khuẩn kháng kháng sinh lên cộng đồng giai đoạn 2020-2025. Trên thế giới, vi khuẩn đã kháng lại kháng sinh ở mức độ nguy hiểm.
Các kháng sinh thế hệ một hầu như không được lựa chọn để điều trị trong rất nhiều các trường hợp, các kháng sinh thế hệ mới đắt tiền như cephalosporin thế hệ 3, 4, đặc biệt kháng sinh nhóm carbapenem cũng đang mất dần hiệu lực do sự lây lan nhanh chóng của các chủng vi khuẩn kháng thuốc [35, 81]. Trong khi đó không có kháng sinh mới được phát hiện để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra, đặc biệt là vi khuẩn Gram âm. Theo dự báo của GS. Jim O’Neill đến năm 2050, mỗi năm vi khuẩn kháng kháng sinh sẽ gây tử vong khoảng 10 triệu người, cao hơn tỷ lệ người tử vong do bất kỳ nguyên nhân nào, kể cả ung thư (8,2 triệu) và gây thiệt hại cho nền kinh tế bao gồm chi phí điều trị và tạo ra ít sản phẩm lao động khoảng 100 nghìn tỷ USD ở trên toàn thế giới [89].
Pseudomonas aeruginosa hay còn được gọi là trực khuẩn mủ xanh được biết đến là một trong các tác nhân hàng đầu gây nhiễm khuẩn bệnh viện, như là viêm phổi, nhiễm trùng tiế t niê ̣u , viêm da và viêm mô mềm [79]. Các lựa chọn kháng sinh trong điề u tri ̣ P. aeruginosa bị hạn chế do vi khuẩn này có xu hướng phát triển kháng lại với nhiều dòng kháng sinh nhờ cơ chế kháng đa dạng như sự biểu hiện quá mức của hệ thống bơm đẩy, giảm tính thẩm thấu màng ngoài (OM), hoặc sản sinh β-lactamase phân hủy kháng sinh nhóm β-lactama [54]. Tính đa kháng của P.
aeruginosa đã gây ra nhiều khó khăn trong quá trình điều trị, làm tăng tỉ lệ bệnh tật, 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tăng tỉ lệ tử vong và tăng chi phí điều trị. Đã có nhiều báo cáo trên thế giới cho thấy mức độ kháng đa kháng sinh và gây ra hậu quả nặng nề do P. Ở Việt Nam, phần lớn các nghiên cứu chỉ tập trung vào tỷ lệ kháng kháng sinh/ đa kháng kháng sinh của P. aeruginosa, chưa có nhiều nghiên cứu sâu về kiểu gen, xác định nguồn gốc để đánh giá khả năng lây lan của các chủng P.
aeruginosa trong bệnh viện [1, 10]. Có thể kể đến nghiên cứu của Tada và cộng sự trên 40 chủng P. aeruginosa phân lập tại bệnh viện Bạch Mai cho thấy các chủng P. aeruginosa ST235 mang gen IMP-26 có khả năng ly giải mạnh kháng sinh nhóm carbapenem [105].
Tuy nhiên, nghiên cứu này không được tiến hành ơ Việt Nam mà được thực hiện tạ phòng thí nghiệm ở Nhật Bản. Hiện nay, điện di xung trường (Pulsed-field gel electrophoresis, PFGE) là kỹ thuật sinh học phân tử được nhiều nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu và đánh giá sự lây truyền của các vi khuẩn gây bệnh trong bệnh viện va cộng đồng. Bệnh viện Việt Đức là bệnh viện tuyến đầu Trung ương với quy mô lớn. Bệnh nhân của bệnh viện này khá đa dạng với đủ các lứa tuổi, thành phầ n và đ ến từ nhiều tỉnh thành khác nhau.
Đây cũng là bệnh viện sử dụng kháng sinh với quy mô lớn tạo áp lực chọn lọc cho vi khuẩn kháng lại kháng sinh. Do vậy, để góp phần làm rõ hơn bức tranh toàn thể về tính kháng kháng sinh cũng như để đánh giá mối liên hệ kiểu gen, sự lưu hành của các chủng P. aeruginosa gây bệnh trong bệnh viện, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: ―Nghiên cứu đặc tính kháng kháng sinh và mối liên hệ kiểu gen của các chủng Pseudomonas aeruginosa phân lập tại Bệnh viện Việt Đức‖ với mục tiêu sau: 1. Xác định tính nhạy cảm kháng sinh của các chủng Pseudomonas aeruginosa phân lập tại Bệnh viện Việt Đức.
Xác định mối liên hệ kiểu gen của các chủng Pseudomonas aeruginosa phân lập tại Bệnh viện Việt Đức bằng kĩ thuật điện di xung trường (PFGE). 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về kháng sinh 1.1 Khái niệm về kháng sinh Kháng sinh là những chất được chiết xuất từ vi sinh vật hoặc được tổng hợp hóa học, với liều rất nhỏ có tác dụng ức chế hoặc giết chết vi sinh vật một cách đặc hiệu, có thể dùng tại chỗ hoặc toàn thân, ít độc hoặc không độc cho cơ thể.2 Sự kháng kháng sinh (đề kháng) của vi khuẩn 1. Sự phát triển đặc tính kháng kháng sinh của vi khuẩn Trong tự nhiên, phần lớn các vi khuẩn đều sở hữu riêng các gen kháng kháng sinh. Điều này được quan sát thấy trên một số chủng Staphylococcus đã đề kháng với penicillin ngay sau khi được đưa vào sử dụng năm 1946.
Dưới áp lực chọn lọc tự nhiên, các loài vi khuẩn đã xuấ t hiê ̣n khả năng chống lại tác dụng của kháng sinh, ví dụ streptomycin được đưa vào sử dụng năm 1943 và đến năm 1959 người ta quan sát thấy hiện tượng vi khuẩn kháng lại nhóm kháng sinh này (Bảng 1. Hiện nay, hầu hết các vi khuẩn gây bệnh đã kháng lại một hoặc nhiều loại kháng sinh [112].1: Sự phát triển đề kháng kháng sinh của vi khuẩn [112] Năm phát hiện Kháng sinh Năm sử dụng sƣ ̣ kháng Sulfonamid 1930 1940 Penicillin 1943 1946 Streptomycin 1943 1959 Chloramphenicol 1947 1959 Tetracyclin 1948 1953 Erythromycin 1952 1988 Vancomycin 1956 1988 Methicillin 1960 1961 Ampicillin 1961 1973 Cephalosporin 1960 1960 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong thời gian gần đây, khoảng 70% các chủng vi khuẩn gây bệnh trong bệnh viện đã kháng lại ít nhất 1 loại kháng sinh thường dùng trong điều trị, đặc biệt một số vi khuẩn như E. baumannii đã kháng lại tất cả các loại kháng sinh bao gồm cả các kháng sinh mạnh nhất hiện nay như cephalosporin và carbapenem. Đây là một mối lo ngại và thách thức lớn đối với nền y học hiện đại [118-120, 122].
Phân loại đề kháng Hiê ̣n tươ ̣ng vi khuẩ n vẫn có khả năng phát triể n trong môi trường kháng sinh ở nồng độ thường dùng được gọi là đề kháng [6]. Đề kháng được chia làm hai loại đề kháng giả và đề kháng thật. Đề kháng giả: là hiện tượng có biểu hiện đề kháng nhưng bản chất không phải do di truyền. Ví dụ, khi vi khuẩn nằm trong ổ áp xe hoặc nằm trong các tổ chức hoại tử bao bọc, kháng sinh không thấm được tới ổ viêm chứa vi khuẩn nên không phát huy được hết tác dụng.
Hoă ̣c khi vi khuẩn ở trạng thái nghỉ (không nhân lên, không chuyển hóa) thì sẽ không chịu tác dụng của thuốc kháng sinh ức chế quá trình tổng hợp vách. Thêm vào đó, ở một số bệnh nhân bị suy giảm hệ thống miễn dịch hay chức năng của thực bào bị hạn chế, khi đó cơ thể không đủ khả năng loại trừ những vi khuẩn đã bị ức chế ra khỏi cơ thể, vì thế khi không còn thuốc kháng sinh vi khuẩn sẽ phục hồi và phát triển trở lại [6]. Đề kháng thật bao gồm đề kháng tự nhiên và đề kháng thu được: + Đề kháng tự nhiên: Là do cấu trúc di truyền của một số loài vi khuẩn. Ví dụ, một số loài vi khuẩn không có hệ thống vận chuyển kháng sinh hoặc không có đích tác động của kháng sinh, như là Mycoplasma thuộc loại vi khuẩn không có vách sẽ không chịu tác động của kháng sinh -lactam, ức chế tổng hợp vách tế bào.
Ở một số vi khuẩn Gram âm, tế bào vi khuẩn được bao bọc bởi một lớp vỏ bên ngoài sẽ ngăn không cho kháng sinh xâm nhập vào bên trong tế bào [6]. + Đề kháng thu đƣợc: Có rất nhiều cơ chế đã được vi khuẩn phát triển để kháng lại kháng sinh. Các đề kháng thu được này liên quan đến sự thay đổi vâ ̣t chấ t di truyề n của vi khuẩn đó hoặc do được truyền các gen kháng kháng sinh nằm trên 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com các plasmid và intergron lớp 1 từ vi khuẩn cùng và khác loài thông qua hình thức biến nạp và tiếp hợp [6] .3 Cơ chế kháng kháng sinh ở vi khuẩn Có rất nhiều cơ chế tham gia vào tính kháng kháng sinh của vi khuẩn. Những cơ chế này có thể bao gồ m thay đổi đích tác động, tạo ra các enzym, ngăn cản khả năng gắn vào tế bào vi khuẩn và làm thay đổi đường chuyển hóa (tạo ra các isoenzym).1 Thay đổi đích tác đô ̣ng Vi khuẩn thay đổi đích tác động của kháng sinh do thay đổ i một protein cấu trúc hoặc một nucleotid trên tiểu phần 30S hoặc 50S của ribosom nên kháng sinh không bám được vào đích và mất đi tác dụng [6].
baumannii kháng lại imipenem và P. aeruginosa kháng tycarcilline và imipenem do chúng thay đổi vị trí gắn vào protein của các kháng sinh. Cơ chế tác động của các kháng sinh nhóm quinolone là ức chế hoạt động của đoạn gen mã hóa tổng hợp các tiểu đơn vị nhóm A của GyrA DNA gyrase A) và ParC (topoisomerase IV) của tế bào vi khuẩn. Ví dụ, tính kháng quinolone của S.
typhi xảy ra do đột biến điểm của các đoạn gen mã hóa quá trình tổng hợp enzym GyrA và ParC trên nhiễm sắc thể của vi khuẩn.2 Tạo ra các enzym Các enzym do gen đề kháng tạo ra có thể biến đổi cấu trúc hóa học của phân tử kháng sinh làm kháng sinh mất tác dụng, ví dụ, acetyl hóa hoặc photphoryl hóa hay adenyl hóa các aminoxid hoặc chloramphenicol, hay như β-lactamase thủy phân nhóm kháng sinh β-lactam. Ngày nay người ta đã tìm thấy hơn 20 loại enzym phá hủy kháng sinh nhóm β-lactam và 17 enzym phá hủy kháng sinh nhóm aminosid [6].3 Giảm tính thấm của màng nguyên sinh chất Vi khuẩn làm giảm mức độ thấm của màng nguyên sinh chất, ví dụ kháng sinh tetracyclin, oxacillin; gen đề kháng tạo ra một protein bám màng ngoài, ngăn cản kháng sinh thấm vào tế bào, hoặc làm mất khả năng vận chuyển qua màng do cản trở protein mang. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Cơ chế của sự đề kháng kháng sinh ở vi khuẩn [44] 1.