CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. KHÁI QUÁT VỀ KHÁNG SINH 1. Định nghĩa Kháng sinh là những chất có nguồn gốc vi sinh vật, được bán tổng hợp hoặc tổng hợp hóa học. Với liều thấp có tác dụng kìm hãm hoặc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh [31; Tr.
Tác động một cách chuyên biệt trên một giai đoạn chính yếu trong sự biến dưỡng của các vi khuẩn. Phân loại kháng sinh 1. Dựa vào tính nhạy cảm của vi khuẩn với kháng sinh Tính nhạy cảm của kháng sinh được xác định dựa vào nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC). - Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC-Minimal Inhibitory Concentration): Là nồng độ thấp nhất mà kháng sinh có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn sau 24 giờ nuôi cấy.
- Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC-Minimal Bactericidal Concentration ): Là nồng độ thấp nhất làm giảm 99,9% lượng vi khuẩn. Dựa vào tính nhạy cảm của vi khuẩn với kháng sinh, người ta chia kháng sinh thành hai nhóm chính: kháng sinh diệt khuẩn và kháng sinh kìm khuẩn. - Kháng sinh diệt khuẩn: Kháng sinh gắn vào các vị trí tác động của nó trên tế bào vi khuẩn và làm vi sinh vật gây bệnh chết hay hủy hoại vĩnh viễn được vi khuẩn. Là kháng sinh có MBC tương đương với MIC (tỉ lệ MBC/MIC xấp xỉ bằng 1) và dễ dàng đạt được MBC trong huyết tương.
Ví dụ: β-lactam, aminosid, polymicin… - Kháng sinh kìm khuẩn: Kháng sinh chỉ ức chế tạm thời sự phát triển của vi khuẩn, nếu ngừng thuốc vi khuẩn có thể phát triển lại, gây nhiễm trùng tái phát. Là kháng sinh có MBC lớn hơn MIC (tỉ lệ MBC/MIC > 4) và khó đạt được MBC trong huyết tương. Ví dụ: Tetracyclin, macrolid…[31;Tr. Dựa vào dược lực – dược động (PK/PD) Dựa vào dược lực – dược động phân kháng sinh thành hai nhóm: Nhóm phụ thuộc thời gian và nhóm phụ thuộc nồng độ.
- Tác dụng sau kháng sinh – PAE (Post Antibiotic Effect): Cho vi khuẩn tiếp xúc với kháng sinh trong thời gian ngắn, sau đó loại kháng sinh khỏi môi trường. Sự phát triển 4 trở lại của vi khuẩn chậm trễ trong một khoảng thời gian. PAE là tác dụng ức chế phát triển của vi khuẩn khi nồng độ huyết tương của kháng sinh thấp hơn MIC, thậm chí không còn trong môi trường [13; Tr. - Kháng sinh phụ thuộc thời gian: Là các kháng sinh có tác động diệt khuẩn không tăng theo nồng độ.
Chủ yếu nhóm β-lactam. - Kháng sinh phụ thuộc nồng độ: Là kháng sinh có tác động diệt khuẩn tăng theo nồng độ thuốc trong máu. Ví dụ: Aminoglycosid, fluoroquinolon. Dựa vào cấu trúc hóa học Nhóm β-lactam: Bao gồm các phân nhóm nhỏ như penicillin (PNC), cephalosporin, carbapenem và chất ức chế β-lactamase [31].
- Penicillin (PNC): + PNC tự nhiên: PNC-G, PNC-V, Procain PNC + PNC kháng penicilinase: Methicillin, oxacillin, nafcillin + PNC phổ rộng (Amino PNC): Amoxicillin, ampicillin + PNC kháng Pseudomonas: Carbenicillin, ticarcillin, azlocillin, piperacillin - Cephalosporin: + Thế hệ 1: Cephalexin, cefazolin, cephalothin + Thế hệ 2: Cefuroxim, cefotetan, cefamandol + Thế hệ 3: Cefotaxim, cefixim, ceftazidim + Thế hệ 4: Cefpirom, cefepim + Thế hệ 5: Ceftarolin, ceftolozan - Carbapenem: Imipenem, ertapenem, meropenem, aztreonam - Chất ức chế β-lactamase: Acid clavulanic, sulbactam, tazobactam Nhóm aminoglycosid (Aminosid): Streptomycin, gentamycin, neomycin, tobramycin, kanamycin Nhóm phenicol: Cloramphenicol, thiamphenicol Nhóm lincosamid: Lincomycin, clindamycin Nhóm macrolid: Erythromycin, spiramycin, azithromycin, clarithromycin, linezolid Nhóm cyclin: Tetracyclin, doxycyclin, minocyclin, tigercyclin Nhóm kháng sinh – kháng nấm: 5 + Thuốc kháng nấm nội tạng: Amphotericin B, flucytosin, các azol kháng nấm (nhóm imidazol: Clotrimazol, miconazol, ketoconazol; nhóm triazol: itraconazol, fluconazol) + Echinocandin: Caspofungin, micafungin, anidulafungin + Thuốc trị nấm da – niêm mạc: Griseofulvin, terbinafin + Thuốc kháng nấm tại chỗ: Nhóm imidazol + Kháng sinh kháng nấm loại polyen: Nystatin Nhóm quinolon: Bao gồm có bốn thế hệ + Thế hệ 1: Acid nalidixic + Thế hệ 2: Ofloxacin, ciprofloxacin, norfloxacin + Thế hệ 3: Levofloxacin, moxifloxacin, sparfloxacin + Thế hệ 4: Trovafloxacin Nhóm sulfamid và dẫn xuất: Bao gồm + Hấp thu và thải trừ nhanh: Sulfamethoxazol, sulfasoxazol, sulfadiazin + Hấp thu chậm, tác động ở lòng ruột: Sulfasaladin, sulfaguanidin + Loại sử dụng tại chỗ: Sulfacetamid, sulfadiazin bạc + Loại tác động kéo dài: Sulfadoxin Các glycopeptid: Vancomycin, bacitracin Các nitrofuran: Nitrofurantoin, nifuroxazid Polymycin B và colistin 1. Cơ chế tác động của kháng sinh 1. Tác động trên thành tế bào vi khuẩn Cơ chế tác động trên thành tế bào vi khuẩn do can thiệp vào sự thành lập peptidoglycan qua các giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: Tổng hợp uridin diphosphat (UDP) acetyl muramin pentapeptid Phản ứng cuối của giai đoạn này là thành lập dipeptid. Cycloserin ức chế giai đoạn này do cấu trúc tương tự nên cạnh tranh với D-alanin để gắn vào enzyme.
- Giai đoạn 2: Phản ứng kết hợp UDP-acetyl muramin pentapeptid và UDP- acetylglucosamin thành một chuỗi dài Nhờ xúc tác của transglucosidase. vancomycin, bacitracin, ristocetin ức chế transglucosidase. Như vậy cycloserin, vancomycin, bacitracin ức chế tổng hợp các tiền chất của peptidoglycan. 6 - Giai đoạn 3: Hoàn tất đường nối ngang của hai peptidoglycan kế cận Sự tổng hợp peptidoglycan có sự tham gia của PBP (penicillin binding protein) ở trên mặt hay nằm xuyên qua màng sinh chất PBP là receptor của penicillin.
Glycin cuối cùng của phân tử pentapeptid thứ nhất gắn với D-alanin thứ 4 của pentapeptid thứ hai đồng thời phóng thích D-alanin thứ 5, phản ứng này cần transpeptidase, penicillin ức chế enzym này. Hoạt tính của kháng sinh β-lactam phụ thuộc cấu trúc của thành, số lượng và ái lực với PBP, số lỗ (porin) trên màng phospholipid của vi khuẩn Gram (-). So với thành vi khuẩn Gram (+), thành vi khuẩn Gram (-) mỏng hơn và ít peptidoglycan (1 lớp so với 40 lớp) nhưng phức tạp hơn: + Thành tế bào vi khuẩn Gram (-) có cực cao nên các kháng sinh tích điện dương như streptomycin qua màng dễ dàng. + Lớp vỏ ngoài: Chỉ có ở vi khuẩn Gram (-), có lớp polysaccarid ở ngoài cùng là hàng rào ngăn sự thấm qua của nhiều thuốc kháng sinh (benzyl PNC, methicillin, macrolid, rifampicin, vancomycin).
Tuy nhiên, các thuốc kháng sinh ưa nước có thể đi qua các porin là kênh lọc nước xuyên màng. Vì khó đi qua lớp vỏ ngoài khiến nhiều kháng sinh ít tác động trên vi khuẩn Gram (-) so với Gram (+) và đó cũng là cơ sở giải thích tính kháng thuốc của P.aeruginosa đối với hầu hết kháng sinh vì vi khuẩn này không có porin có tính thấm cao [13; Tr. Tác động trên màng sinh chất Màng sinh chất là nơi trao đổi giữa tế bào vi khuẩn với môi trường bên ngoài. Màng này có tính thấm chọn lọc để kiểm soát các thành phần bên trong tế bào.
Nếu màng sinh chất bị tổn thương các phân tử lớn và ion thoát ra ngoài nên vi khuẩn chết. Polymicin và các kháng sinh loại polyen (amphotericin B, nystatin) tác động như một chất tẩy loại cation, làm xáo trộn tính thẩm thấu của màng sinh chất khiến các ion như Mg2+, K+, Ca2+ thoát ra khỏi tế bào. Polymycin chỉ tác động trên vi khuẩn Gram (-) mà không tác động trên nấm vì receptor của nó là phosphotidylethanolamin chỉ có ở màng vi khuẩn Gram (-), không có ở màng nấm. Ngược lại, kháng sinh loại polyen chỉ tác động trên nấm vì receptor của nó là ergosterol chỉ có ở nấm chứ không có ở màng vi khuẩn Gram (-).
Các thuốc kháng nấm loại imidazol tác động theo cơ chế ức chế tổng hợp lipid màng sinh chất [13; Tr. Ức chế tổng hợp acid nucleic và protein Ức chế tổng hợp acid nucleic: - Tất cả quinolon và fluoroquinolon ức chế mạnh sự tổng hợp ADN do ức chế ADN gyrase nên không thể mở vòng AND để sao chép. - Rifampin ức chế tổng hợp ARN do ức chế ARN polymerase. - Sulfonamid và trimethoprim ức chế tổng hợp acid folic.
Đối với nhiều vi sinh vật, acid p - aminobenzoic (PABA) là tiền chất để tổng hợp acid folic. Do cấu trúc tương tự PABA nên sulfonamid cạnh tranh với PABA trong quá trình tổng hợp acid folic, cuối cùng tạo chất giống acid folic nhưng không có hoạt tính sinh học. Do đó, sulfonamid có tác động kiềm khuẩn vì khi ngừng thuốc hoặc môi trường có nhiều PABA thì vi khuẩn phát triển trở lại. Vi khuẩn phải tổng hợp folat để phát triển, còn động vật có vú dùng folat có sẵn trong thực phẩm nên không chịu tác động của sulfonamid.Trimethoprim ức chế enzym dihydrofolat reductase nên ngăn biến dihydrofolat thành dạng hoạt động là tetrahydrofolat để tổng hợp purin rồi acid nucleic – một chất cần cho sự phát triển của vi sinh vật.
Trimethoprim ức chế sự phát triển của vi sinh vật 50.000 lần, mạnh hơn ức chế tế bào động vật có vú nên ít gây độc cho người. Pyrimethamin cũng ức chế dihydrofolat reductase, nhưng mạnh hơn trên động vật có vú so với trimethoprim nên gây độc cho người nhiều hơn [13; Tr. Ức chế tổng hợp protein - Aminoglycosid: Ức chế tổng hợp protein theo hai cách: + Ức chế tác động của hỗn hợp khởi đầu mARN-f-meth-tARN. + Gắn với receptor chuyên biệt trên ribosom 30S gây biến dạng ribosom, dẫn đến đọc sai mã ở tiểu đơn vị 30S nên mang vào các acid amin không đúng vì vậy tạo ra các protein không hoạt tính.
- Chloramphenicol, macrolid và clindamycin gắn vào những vị trí gần nhau trên tiểu đơn vị 50S. Chloramphenicol ức chế sự chuyển peptid, vì vậy peptid ở vị trí cho không thể chuyển sang vị trí nhận. Macrolid và clindamycin ức chế sự chuyển vị peptidyl tARN từ vị trí tiếp nhận sang vị trí cho nên aminoacyl tARN mới không thể chiếm vị trí tiếp nhận nên không thể thêm acid amin kế tiếp vào chuỗi peptid đang được thành lập. Macrolid cũng ức chế sự thành lập phức hợp khởi đầu.
Tetracyclin gắn vào tiểu đơn vị 30S nên ức chế gắn aminoacyl tARN mới vào vị trí tiếp nhận. 8 - Tính chọn lọc của các kháng sinh ức chế tổng hợp protein vi khuẩn dựa vào sự khác mục tiêu: Chloramphenicol không gắn vào ribosom 70S của vi khuẩn, tetracyclin ít tác động trên tổng hợp protein của động vật có vú vì có cơ chế vận chuyển hoạt động ngăn thuốc tích tụ trong tế bào [13; Tr. HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN QUẢN LÝ SỬ DỤNG KHÁNG SINH TRONG BỆNH VIỆN (BAN HÀNH KÈM THEO QUYẾT ĐỊNH SỐ 772/QĐ-BYT NGÀY 04 THÁNG 03 NĂM 2016) 1. Hướng dẫn lựa chọn kháng sinh - Lựa chọn kháng sinh theo đặc diểm của tác nhân gây bệnh, người bệnh, vị trí nhiễm khuẩn, dược động học, dược lực học và mô hình kháng thuốc.
- Nếu có bằng chứng rõ ràng về vi khuẩn và kết quả của kháng sinh đồ, kháng sinh được lựa chọn là kháng sinh có hiệu quả cao nhất với độc tính và có phổ tác dụng hẹp nhất gần với các tác nhân gây bệnh được phát hiện. - Điều trị xuống thang kháng sinh theo kết quả kháng sinh đồ. - Ưu tiên sử dụng một kháng sinh dựa vào kết quả kháng sinh đồ.