Cơ chế độc lực của vi khuẩn doc

Cơ chế độc lực của vi khuẩn
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Các bệnh lý nhiễm trùng là nguyên nhân gây tử vong
hàng đầu trên thế giới. Không chỉ có những bệnh nhiễm
trùng mới phát sinh mà những bệnh nhiễm trùng cũ gây
chết người đã biết từ lâu cũng tái xuất hiện. Hơn nữa tỉ
lệ vi khuẩn gây bệnh đề kháng kháng sinh ngày càng
tăng cao là nguy cơ lớn cho sức khỏe cộng đồng. Những
bằng chứng gần đây cho thấy các tác nhân gây bệnh mặc
dù rất khác nhau đều sử dụng những phương thức chung
để phát động quá trình nhiễm trùng và gây bệnh. Những
cơ chế này tạo nên độc lực (virulence) của vi khuẩn. Tìm
hiểu các cơ chế mà vi khuẩn sử dụng để xâm nhập và gây
bệnh có ý nghĩa quan trọng trong cuộc chiến chống lại
các tác nhân bé nhỏ này. Vậy các tác nhân gây bệnh tí
hon này đã, đang và sẽ sử dụng những loại vũ khí nào để
để tạo nên độc lực của chúng? Sau đây là những bàn luận
về các chiến lược gây bệnh chung của các vi khuẩn mà y
học đã hiểu phần nào.
Các yếu tố bám dính
Bước quan trọng đầu tiên trong quá trình tương tác
giữa tác nhân gây bệnh và vật chủ là sự bám
dính (adherence) của chúng vào các bề mặt của vật chủ.
Các bề mặt này bao gồmda, niêm mạc (khoang miệng,
mũi hầu, đường tiết niệu) và các tổ chức sâu hơn (tổ chức
lympho, biểu mô dạ dày ruột, bề mặt phế nang, tổ chức
nội mô). Cơ thể tạo ra nhiều lực cơ học khác nhau nhằm
loại bỏ các vi sinh vật khỏi các bề mặt này như bài tiết
nước bọt, ho, hắt hơi, dịch tiết niêm mạc, nước tiểu, nhu
động ruột và dòng máu chảy…. Một đặc điểm chung của
các tác nhân gây bệnh là khả năng biểu hiện các yếu tố

giúp chúng bám vào các phân tử trên nhiều loại tế
bào khác nhau của vật chủ và giúp chúng chống chịu
được các lực cơ học này. Một khi đã bám dính vào bề
mặt tế bào vật chủ, tác nhân gây bệnh có khả năng khởi
động các quá trình hóa sinh đặc hiệu gây bệnh như tăng
sinh, bài tiết độc tố, xâm nhập và hoạt hóa các chuỗi tín
hiệu của tế bào vật chủ.
Các yếu tố bám dính của vi sinh vật được gọi là
các adhesin. Chúng có thể có bản chất polypeptide hoặc
polysaccharide.
Các adhesin có bản chất polypeptide được chia thành hai
nhóm: nhóm có fimbriae và nhóm không có fimbriae.
Các fimbriae, hay còn gọi là các pili, là những cấu trúc
phụ của vi sinh vật có dạng như sợi lông trên bề mặt vi
khuẩn. Các fimbriae được cấu tạo bởi nhiều protein xếp
chặt với nhau tạo nên hình dạng giống như trụ xoắn ốc.
Thường thì chỉ có một loại protein là cấu trúc chính của
một phân nhóm fimbriae tuy nhiên các protein phụ trợ
khác cũng có thể tham gia vào cấu trúc của đỉnh hoặc
gốc fimbriae. Đỉnh của các fimbriae có chức năng gắn
với tế bào vật chủ. Các vi khuẩn Gram âm thường bám
dính nhờ các fimbriae này như E coli (gây viêm dạ dày
ruột và nhiễm khuẩn tiết niệu), V cholera, P
aeruginosa và các loại Neisseria.
Thuật ngữ yếu tố bám dính không phải
fimbriae (afimbrial adherin) dùng để chỉ các protein có
chức năng bám dính nhưng không tạo thành cấu trúc dài,
đa phân như fimbriae. Các yếu tố bám dính không phải
fimbriae thường điều khiển quá trình tiếp xúc mật thiết
với tế bào vật chủ tuy nhiên quá trình này chỉ xảy ra ở

một nhóm nhỏ các loại tế bào nhất định nếu so với khả
năng gắn được với rất nhiều loại tế bào khác nhau của
fimbriae. Các vi khuẩn Gram âm (Yersinia
pseudotuberculosis, E coli gây bệnh lý ruột,
các Neisseria), các vi khuẩn Gram dương
(Staphylococcus, Streptococcus) và các Mycobacteria là
những tác nhân gây bệnh có yếu tố bám dính không phải
fimbriae.
Các yếu tố bám dính bản chất polysaccharide thường là
thành phần cấu tạo của màng tế bào, vách tế bào và vỏ vi
khuẩn. Teichoic acid trong vách của vi khuẩn có tác
dụng như là các yếu tố bám dính của Staphylococcus và
của Streptococcus. Các polysaccharide (glucan và
mannan) trong lớp vỏ của Mycobacteria cũng được các
thụ thể của vật chủ nhận diện (receptor bổ thể 3 và
mannose receptor) nhờ đó làm tăng tính bám dính của
các tác nhân này. Mặc dù các tương tác receptor-ligand
nhằm tăng cường khả năng bám dính có thể chia thành
hai nhóm chính: tương tác protein-protein và protein-
carbonhydrate, một điều quan trọng cần nhớ là các vi
sinh vật thường sử dụng rất nhiều thụ thể khác nhau của
tế bào vật chủ.
E coli gây bệnh lý ruột (Entero-pathogenic E
coli: EPEC) bơm trực tiếp protein có chức năng thụ thể
của chính nó vào trong tế bào vật chủ. Một khi đã ở trong
màng tế bào vật chủ, các thụ thể này sẽ gắn với các yếu
tố bám dính không phải fimbriae trên bề mặt tế bào vi
khuẩn tạo thuận lợi cho quá trình bám dính.
Một điều quan trọng cần nhớ là một tác nhân gây bệnh
thường biểu hiện nhiều yếu tố bám dính khác nhau.

Chiến lược này được hầu hết các loại vi khuẩn (Gram
âm, Gram dương vàmycobacteria) sử dụng. Một hướng
tập trung nghiên cứu điều trị hiện tại là phát triển
các vaccine hoặc thuốc phong bế khả năng bám dính.
Khả năng xâm nhập
Một khi đã gắn vào bề mặt tế bào vi khuẩn, một số tác
nhân gây bệnh tiếp tục tiến sâu vào hơn nữa trong cơ thể
vật chủ để tiếp tục chu trình nhiễm trùng. Quá trình này
gọi là sự xâm nhập (invasion). Có thể chia quá trình
xâm nhập thành hai loại: nội bào và ngoại bào.
Xâm nhập ngoại bào xảy ra khi tác nhân gây bệnh phá
vỡ các rào cản của tổ chức để phát tán đến các vị trí khác
trong cơ thể nhưng bản thân chúng vẫn tồn tại bên ngoài
tế bào vật chủ. Phương thức xâm nhập ngoại bào được sử
dụng bởi liên cầu khuẩn tan máu β nhóm A (Group A β-
haemolytic streptococcus) và tụ cầu vàng
(Staphylococcus aureus). Các chủng vi khuẩn này tiết
một số enzyme phá hủy các phân tử của tế bào vật chủ:
 Hyaluronidase: cắt đứt các proteoglycan ở tổ chức
liên kết.
 Streptokinase và staphylokinase: phá hủy các cục
fibrin.
 Lipase: giáng hóa các loại mỡ của vật chủ được tích
tụ lại
 Nuclease: tiêu hủy các ARN và ADN được giải
phóng ra.
 Các haemolysin tạo các lỗ thủng trên màng tế bào
có khả năng ly giải không chỉ các hồng cầu mà cả các
loại tế bào khác nữa. Haemolysin cũng tham gia vào
sự phát tán vi khuẩn rộng hơn trong tổ chức vật chủ.

 Elastase của trực khuẩn mủ xanh có khả năng giáng
hóa các phân tử ngoại bào và giúp vi khuẩn xâm nhập
tổ chức với các biểu hiện lâm sàng như viêm màng
keratin, hoại tử tổ chức trong bỏng và tạo các xơ nang.
Khả năng xâm nhập ngoại bào cho phép các tác nhân gây
bệnh này tạo ra các chỗ ẩn nấp trong tổ chức và tại đó
chúng có thể tăng sinh rồi phát tán vào các vị trí khác của
cơ thể cũng như sản xuất các độc tố và khởi động các đáp
ứng viêm. Các tác nhân gây bệnh xâm nhập ngoại bào
cũng có thể đi vào bên trong tế bào và sử dụng cả hai con
đường xâm nhập nội bào và ngoại bào.
Xâm nhập nội bào xảy ra khi các vi sinh vật thực sự đi
vào bên trong tế bào của vật chủ và sống trong môi
trường nội bào này. Một số các tác nhân gây bệnh là vi
khuẩn Gram âm, vi khuẩn Gram dương và
các Mycobacteria có khả năng sống bên trong tế bào.
Các tế bào thực bào lẫn tế bào không có chức năng thực
bào đều là đích tấn công của các tác nhân này. Một số tác
nhân gây bệnh có đời sống ký sinh nội bào bắt
buộc nghĩa là chúng buộc phải sống bên trong tế bào các
động vật có vú mới có thể phát triển được. Các tác nhân
này bao gồm Chlamydia, Rickettsia và Mycobacterium
leprae. Các chủng vi khuẩn khác thuộc loại ký sinh nội
bào không bắt buộc chỉ sử dụng khả năng xâm nhập nội
bào như là phương tiện để tăng sinh và phát tán đến các
tổ chức khác.
Vỏ vi khuẩn
Một số vi khuẩn sản xuất một lượng lớn các phân tử
polysaccharide trọng lượng phân tử cao, còn được gọi là
exopolysaccharide. Lớp áo ngoại bào này được gọi là vỏ

vi khuẩn(capsule). Khả năng sản xuất vỏ là một trong
những yếu tố độc lực quan trọng nhất của vi khuẩn về
phương diện xâm nhập tại vị trí viêm. Một cách cụ thể
hơn, vỏ vi khuẩn giúp chúng chống lại cơ chế phòng vệ
của cơ thể cũng như đề kháng kháng sinh. Vỏ một số vi
khuẩn cũng có khả năng điều hòa miễn dịch. Vỏ này bảo
vệ vi khuẩn chống lại sự thực bào bằng cách không cho
các kháng thể tạo hiện tượng opsonin hóa trên vách vi
khuẩn. Do không có hiện tượng opsonin hóa nên các đại
thực bào và bạch cầu trung tính tiếp cận kém hoặc không
thể tiếp cận được vi khuẩn. Hiện tượng "thực bào bất
lực" này càng làm cho phản ứng viêm thêm mạnh mẽ bởi
các tế bào thực bào không thể tiêu diệt được vi khuẩn
càng cố gắng tiết nhiều cytokine hơn nữa trong nỗ lực
làm sạch vi khuẩn nơi đây. Phản ứng này lại thu hút thêm
nhiều các bạch cầu đa nhân và đại thực bào khác nữa đến
ổ viêm. Các loại vi khuẩn nguy hiểm có khả năng tạo vỏ
là Streptococcus pneumoniae (phế cầu khuẩn), Neisseria
meningitidis (não mô cầu khuẩn) và Pseudomonas
aeruginosa (trực khuẩn mủ xanh).
Vách tế bào vi khuẩn
Vi khuẩn được chia thành hai nhóm chính dựa trên sự
khác biệt cấu trúc vách tế bào (cell wall): vi khuẩn Gram
dương và vi khuẩn Gram âm. Vách tế bào của cả hai
nhóm đều chứa các thầnh phần gây độc được xem là
những yếu tố độc lực mạnh đóng vai trò trung tâm trong
quá trình bệnh sinh của của sốc nhiễm trùng huyết.
Các thành phần độc tố của vách tế bào không nhân là
những thành phần cấu trúc cơ bản rất ít giải phóng vào
môi trường xung quanh nếu tế bào không bị chết và bị ly

giải. Một điều trái khoáy là các kháng sinh sử dụng trong
lâm sàng lại làm gải phóng một lượng lớn các thành phần
gây độc này. Do đó lại làm xấu hơn tình trạng bệnh sẵn
có cũng như tiên lượng của bệnh nhân. Nhiều bằng
chứng khoa học cho thấy rằng vi khuẩn Gr (-) và vi
khuẩn Gr (+) cùng dùng chung một chiến lược để gây
nhiễm khuẩn huyết.
Nhiễm trùng huyết là hậu quả từ các tác động liên hợp
của cytokine, các thành phần bổ thể và các thành phần
của con đường đông máu. Các thành phần của vách vi
khuẩn có thể gây nên sự sản xuất hoặc hoạt hóa các chất
trung gian điều hòa này. Thật vậy, các biến cố trực tiếp
gây nên nhiễm trùng huyết là quá trình giải phóng
các nội độc tố (endotoxin haylipopolysaccharide) hoặc
giải phóng các thành phần gây độc khác của vách vi
khuẩn vào trong hệ tuần hoàn.
Lipopolysaccharide (LPS) vi khuẩn là một phân tử
lưỡng tính nằm trong lớp màng ngoài của vách vi khuẩn
Gram âm thường được xem là yếu tố chính chịu trách
nhiệm trong quá trình gây nên sốc nhiễm trùng huyết.
Thụ thể chính của LPS là CD14, một marker bề mặt
của đại thực bào. Lipid A, thành phần gây độc của phân
tử LPS, gây nên sự giải phóng hàng loạt các cytokine gây
viêm và hoạt hóa hệ thống bổ thể và con đường đông
máu. Các nghiên cứu gần đây cho thấy các thụ thể giống
Toll (Toll-like receptor), cytokine viêm, eicosanoid,gốc
tự do ôxy hóa, yếu tố ức chế di chuyển đại thực bào, các
protein kinase truyền tín hiệu và các yếu tố sao mã đều
đóng vai trò quan trọng trong sinh bệnh học của sốc
nhiễm trùng huyết do vi khuẩn Gram âm.

Các mảnh Peptidoglycan và teichoic acid trong vách tế
bào vi khuẩn Gram dương có khả năng tạo nên nhiều
hiệu ứng sinh lý bệnh giống như LPS. Peptidoglycan và
teichoic acid của vi khuẩn Gram dương là thành phần
khởi động chính của nhiễm trùng huyết do nhóm vi
khuẩn này.
Các thành phần của vách tế bào ở cả vi khuẩn Gram âm
và vi khuẩn Gram dương đều tác động chủ yếu thông qua
khởi động đáp ứng viêm bằng cách hoạt hóa các
monocyte, đại thực bào. Các tế bào này khi được hoạt
hóa sẽ giải phóng một loạt các cytokine, đặc biệt là TNF
α và interleukin-1. Mặc khác, cả nội độc tố lẫn
peptodoglycan đều có thể hoạt hóa hệ thống bổ thể. Sự
hoạt hóa này lại làm giải phóng TNF α từ các monocyte
và gây nên tập trung các bạch cầu trung tính và làm co
mạch phổi. Như vậy, bất kể nhiễm trùng huyết gây nên
do vi khuẩn Gram dương hay vi khuẩn Gram âm,
dấu hiệu và triệu chứng nhiễm trùng đều khá tương
tự nhau.
Các độc tố
Độc tố (toxin) là các vũ khí sinh học có bản chất protein
hoặc không phải protein được sản xuất bởi vi khuẩn
nhằm tiêu diệt các tế bào vật chủ. Các ví dụ về độc tố
không phải protein là nội độc tố (LPS) của các vi khuẩn
Gram âm và teichoic acid của các vi khuẩn Gram dương.
Các độc tố bản chất protein (ngoại độc tố) thường là các
enzyme đi vào tế bào có nhân bằng hai phương thức: (1)
tiết vào môi trường lân cận hoặc (2) trực tiếp bơm vào
bào tương của tế bào vật chủ thông qua hệ thống tiết loại
III (type III secretion system) hoặc một số cơ chế khác.

Các ngoại độc tố vi khuẩn có thể tạm chia thành 4 loại
chính dựa trên thành phần cấu trúc amino acid cũng như
chức năng của chúng:
 Độc tố A-B,
 Độc tố tiêu protein,
 Độc tố hình thành lỗ thủng, và
 Các độc tố khác.
Một số chủng vi khuẩn có độc tố A-B là P. aeruginosa,
E. coli, Vibrio cholerae, Corynebacterium
diphtheria và Bordetella pertussis. Các độc tố A-B có hai
phần: tiểu đơn vị A có hoạt tính enzyme và tiểu đơn vị
B chịu trách nhiệm gắn và đưa độc tố vào tế bào vật chủ.
Hoạt tính enzyme của tiểu đơn vị A có thể có hoạt tính
tiêu protein ví dụ như độc tố tetanus và botulinum hoặc
có hoạt tính ADP ribosyl hóa (ADP ribosylating activity)
như độc tố của vi khuẩn tả, ho gà, bạch hầu và độc tố A
của trực khuẩn mủ xanh.
Các độc tố tiêu protein phá hủy các protein vật chủ đặc
hiệu gây nên những đặc tính lâm sàng riêng của bệnh. Ví
dụ độc tố botulinum của Clostridium botulinum, độc tố
tetanus củaClostridium tetani, elastase và protease IV
của P. aeruginosa. Độc tố botulinum được đưa vào bằng
đường tiêu hóa và gây nên liệt mềm (flaccid paralysis)
các dây thần kinh ngoại biên trong khi độc tố tetanus
hình thành ở các vết thương sâu và gây nên liệt cứng
(spastic paralysis) do ảnh hưởng đến thần kinh trung
ương. Elastase và protease IV của trực khuẩn mủ xanh
phả hủy các chất cơ bản của tế bào, cho phép nhiễm
trùng lan tỏa đến các khu vực rộng hơn.
Các độc tố phá vỡ màng tế bào hiện diện ở một số vi

khuẩn. Độc tố này có khả năng tạo lỗ thủng trên màng tế
bào vật chủ gây ly giải tế bào. Càng ngày càng có
nhiều độc tố tạo lỗ thủng màng tế bào được phát hiện ở
các vi khuẩn Gram âm như họ RTX (Repeat arginine
Threonine X motif). Mặc dù cơ chế tạo lỗ thủng giống
nhau ở các thành viên của họ này, các tế bào đích lại
khác nhau.
Các độc tố khác bao gồm: các protein dạng enzyme thủy
phân globulin miễn dịch A (immunoglobulin A protease-
type protein), các độc tố bền với nhiệt hoạt hóa
Guanylate cyclase và các độc tố làm thay đổi khung nâng
đỡ (cytoskeleton) của tế bào vật chủ.
Như vậy, vi khuẩn có khả năng sử dụng nhiều phương
thức khác nhau nhằm phá hủy các con đường truyền tin
cũng như tính toàn vẹn cấu trúc của tế bào để thiết lập
và duy trì nhiễm trùng. Hiện nay y học đã bắt đầu hiểu
được cơ chế phân tử của các tác động do độc tố. Điều
đáng mừng là một số các độc tố quan trọng trên đây có
chung những motif cấu trúc và sinh hóa. Chúng ta có thể
lợi dụng đặc điểm này để phát triển các phương pháp trị
liệu trong tương lai và các phương pháp này có thể hiệu
quả chống lại nhiều vi khuẩn khác nhau.
Khả năng ký sinh nội bào
Vi khuẩn gây bệnh đã tiến hóa và phát triển nhưng cơ
chế để sống sót và nhân lên bên trong tế bào vật chủ sau
khi xâm nhập. Các tế bào vật chủ có thể chứa đựng vi
khuẩn nội bào gồm các tế bào không có chức năng thực
bào (như các tế bào biểu mô và tế bào nội mô) và cả thực
bào chuyên nghiệp như đại thực bào và bạch cầu trung
tính. Khả năng sống sót và nhân lên được bên trong các

thực bào chuyên nghiệp là điều đáng ngạc nhiên bởi các
tế bào được trang bị các vũ khí có sức công phá mạnh mẽ
để tiêu diệt vi khuẩn bị nuốt vào. Các cơ chế tiêu diệt
mầm bệnh này bao gồm sự sản xuất các chất trung gian
có khả năng ôxy hóa, độ pH thấp bên trong các không
bào chứa vi khuẩn và sự hoạt hóa các enzyme tiêu hủy
protein.
Thường có ba nơi đồn trú mà vi khuẩn sử dụng để ẩn nấp
bên trong tế bào. Các vị trí này bao gồm:
 Bên trong các không bào tiêu thể-thực bào thể
(lysophagosome) có khả năng thủy phân và có tính
acid,
 Bên trong các không bào chưa hòa màng với tiêu
thể, và
 Bên trong dịch bào tương.
Coxiella burnetti là một ví dụ về khả năng vi khuẩn sống
bên trong các môi trường độc của không bào tiêu thể-
thực bào thể. Chính độ pH thấp là điều kiện cần thiết để
tác nhân này tăng sinh. Các chủng Mycobacterium,
Salmonella, Legionella pneumophila và Chlamydia
trachomatis thuộc nhóm cư trú bên trong các không bào
chưa hòa màng với tiêu thể. Các không bào bị các vi
khuẩn này chiếm cứ được xem là được "đặc biệt hóa"
hoặc được "tái cấu trúc" vì về mặt hình thể chúng thường
khác biệt với các không bào khác trong tế bào và chứa
các marker bề mặt đặc trưng. Shigella flexneri, L
monocytogenes và Rickettsia rickettsii là những tác nhân
gây bệnh sống trong dịch bào tương. Các vi khuẩn này có
cùng chung một chiến lược dùng enzyme phá hủy các
không bào lân cận và phát tán nội bào thông qua sử dụng

các khung nâng đỡ của tế bào.
Các vi khuẩn ký sinh nội bào có thể nhân lên và lan tràn
đến các tế bào khác trong vùng nhiễm trùng hoặc có thể
đi xa hơn. Chlamydia và Rickettsia ly giải màng tế bào
vật chủ, phóng thích các tế vi khuẩn gây nhiễm trùng,
các vi khuẩn này sẽ bám và xâm nhập các tế bào lân cận.
Ngoài tác động làm ly giải tế bào vật
chủ, Shigella và Listeria còn sử dụng một con đường lan
truyền từ tế bào đến tế bào thông qua việc truyền trực
tiếp một phần cấu trúc tế bào nhiễm bệnh cho tế bào lành
lân cận. Các tế bào nhiễm vi khuẩn này tạo ra các phần
lồi vào tế bào lành, sau đó phần lồi này sẽ hòa màng với
tế bào lành và tạo nên các không bào chứa vi khuẩn bên
trong tế bào lành. Các vi khuẩn ký sinh trong đại thực
bào và bạch cầu trung tính cũng có khả năng sử dụng các
thực bào này như là các phương tiện chuyên chở để gây
nhiễm trùng toàn thân thông qua hệ thống máu và bạch
huyết. Salmonella typhi, các
chủng Yersinia và Brucella được xem là có khả năng di
chuyển giữa các tổ chức theo phương thức này.
Các vi khuẩn nội bào gây nên những vấn đề nghiêm
trọng trong một số bệnh lý nhiễm trùng. Một số tác nhân
nhiễm trùng nội bào có thể tồn tại hàng năm trời và cần
phải sử dụng một liệu pháp kháng sinh rất mạnh mẽ.
Nhiễm trực khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis là ví
dụ điển hình nhất.
Trọng tâm của các nghiên cứu hiện tại là nhận diện và
xác định đặc trưng của các yếu tố độc lực mà vi khuẩn ký
sinh nội bào sử dụng để chiếm lĩnh nơi ẩn nấu khó tiếp
cận này.

Đề kháng kháng sinh
Việc phát minh ra kháng sinh đã làm thay đổi mang tính
cách mạng trong điều trị các bệnh lý nhiễm trùng. Tuy
nhiên việc sử dụng kháng sinh tràn lan trong những thập
kỷ vừa qua đã dẫn đến sự xuất hiện rất nhiều chủng vi
khuẩn đề kháng kháng sinh và tạo nên một mối nguy cơ
toàn cầu trầm trọng đe dọa nền y học hiện đại. Cả vi
khuẩn Gram dương và Gram âm đều có khả năng đề
kháng lại các thuốc điều trị vi sinh vật. Các chủng vi
khuẩn đề kháng kháng sinh (một số lớn trong đó có khả
năng đa đề kháng) xuất hiện gầy đây và là nguyên nhân
của những mối lo ngại gồm: các tác nhân gây bệnh tiêu
chảy như Shigella, Salmonella, E coli và Enterococcus
faecium; các tác nhân gây bệnh đường hô
hấp như Klebsiella pneumoniae và P aeruginosa; gây
bệnh đường tiết niệu như E coli, M tuberculosis. Các tác
nhân gây bệnh này vẫn là nguyên nhân gây tử vong do
nhiễm trùng hàng đầu trên thế giới. Hơn nữa, Staph
aureus đề kháng với methicillin, một trong những
nguyên nhân gây nhiễm trùng bệnh viện thường gặp
nhất, và các vi khuẩn Gram âm đề kháng vancomycin
nhưEnterococcus (và cả Staph aureus) là những thách
thức thực sự đối với các bác sĩ lâm sàng.
Có ba cơ chế thường gặp của hiện tượng đề kháng kháng
sinh ở vi khuẩn:
 Thay đổi vị trí đích tác động,
 Thay đổi sự thu nhận kháng sinh, và
 Bất hoạt kháng sinh.
Sự phát triển khả năng đề kháng được thực hiện thông
qua hai quá trình di truyền: do đột biến tự phát và chủ

yếu là do thu nhận các gene từ nguồn gốc bên ngoài
thông qua hiện tượng chuyển gene theo chiều ngang.
Hiện tượng chuyển gene theo chiều ngang xuất hiện khi
các yếu tố di truyền được chuyển từ một cá thể này đến
cá thể khác cùng loài hoặc khác loài.
Ngoài ra, thay đổi vật chất di truyền đưa đến hiện tượng
đề kháng cũng được gây nên bởi đột biến tự phát. Ví dụ
một đột biến làm thay đổi vị trí gắn kháng sinh có thể
làm giảm độ nhạy cảm kháng sinh đó và làm gia tăng đề
kháng thuốc. Đặc biệt, M tuberculosis, tác nhân gây
bệnh lao, vẫn là mối đe dọa cho sức khỏe loài người vì vi
khuẩn này có khả năng đa đề kháng, bao gồm đề kháng
với isoniazid và streptomycin. Đề kháng với
streptomycin là do vi khuẩn có các đột biến làm thay đổi
các đích của kháng sinh này.
Khả năng lan tràn của các vi khuẩn đề kháng kháng sinh
là mối đe dọa thực sự đối với sức khỏe cộng đồng trên
toàn thế giới. Quá trình này có thể thuận lợi nhờ khả
năng tạo các biofilm. Các biofilm này là các tập hợp vi
sinh vật có tổ chức nhờ đó chúng có thể chia sẻ khả năng
sống sót và tăng cường đề kháng đối với các kích tác
của môi trường. Sự lây lan này có thể xảy ra giữa động
vật với động vật do thức ăn bị nhiễm chất thải hoặc từ
động vật lây cho người do ăn phải các thức ăn nhiễm
bẩn, do xuất nhập khẩu động vật sống hoặc các sản phẩm
của chúng và lây từ người sang người, đặc biệt là trong
các cơ sở chăm sóc y tế.
Nguy cơ tạo thành dịch (epidemic) hoặc đại dịch
(pandemic) là nguy cơ có thật và nó đặt ra một thách
thức lớn cho việc điều trị các bệnh nhiễm trùng trên bình

diện toàn cầu. Do vậy cần phải có các nghiên cứu phát
triển các thuốc mới hiệu quả trong việc kiểm soát và
ngừa sự lan tràn này.
Triển vọng nghiên cứu và điều trị
Đối mặt với những cơ chế mà vi khuẩn sử dụng để gây
bệnh, các nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào
những hướng nào? Những tiến bộ gần đây trong kỹ
thuật khuyếch đại chuỗi ADN (polymerase chain
reaction: PCR) và các kỹ thuật ADN khác cho phép các
nhà khoa học xác định nhanh chóng bộ gene hoàn chỉnh
của cả các vi sinh vật gây bệnh và tế bào của vật chủ có
nhân cũng như lượng giá được mức độ biểu hiện gene và
mô tả được các quá trình phân tử xảy ra trong nhiễm
trùng. Áp dụng các phương pháp này trong việc nghiên
cứu bộ gene của vi sinh vật và tế bào vật chủ, kết hợp với
các công cụ phân tích hiệu quả và thang đánh giá mức độ
biểu hiện gene đã và đang tạo ra một cuộc cách mạng
trong việc phát triển các kỹ thuật mới trong chẩn
đoán, tiên lượng và xử trí lâm sàng các bệnh nhiễm
trùng.