Nghiên cứu phát triển và hoàn thiện quy trình PCR đa mồi phát hiện trực tiếp Streptococcus suis từ dịch não tủy của người

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN




Đặng Thị Kiều Oanh



NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN VÀ HOÀN THIỆN
QUY TRÌNH PCR ĐA MỒI PHÁT HIỆN TRỰC TIẾP
Streptococcus suis TỪ DỊCH NÃO TỦY NGƢỜI



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC






Hà Nội – 2013

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đặng Thị Kiều Oanh


NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN VÀ HOÀN THIỆN
QUY TRÌNH PCR ĐA MỒI PHÁT HIỆN TRỰC TIẾP
Streptococcus suis TỪ DỊCH NÃO TỦY NGƢỜI


Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 60 42 40


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHAN LÊ THANH HƢƠNG

Hà Nội - 2013

Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh Cao học K18

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ S.suis 3
1.1.1. Giới thiệu chung 3
1.1.2. Một số yếu tố độc lực chình của vi khuẩn liên quan đến chẩn đoán 5
1.1.3. Cơ chế gây bệnh của S.suis 7

1.2. SỰ LÂY NHIỄM TRÊN NGƢỜI CỦA S.suis 15
1.3. BỆNH VÀ TRIỆU CHỨNG 19
1.3.1. Đƣờng lây truyền 19
1.3.2. Triệu chứng 19
1.3.3. Biện pháp phòng bệnh 20
1.3.4. Biện pháp chống dịch 21
1.3.5. Nguyên tắc điều trị 21
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN PHÒNG THÍ NGHIỆM 22
1.4.1. Nuôi cấy phân lập 22
1.4.2. Nhuộm Gram 22
1.4.3. Phản ứng catalase 22
1.4.4. Xét nghiệm định danh, định typ: 23
1.4.5. Phát hiện vi khuẩn S. suis bằng phản ứng Realtime PCR 23
1.5. PHƢƠNG PHÁP PCR 24
1.5.1. Giới thiệu về phƣơng pháp khuếch đại gen (polymerase chain reaction
– PCR) 24
1.5.2. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật PCR 24
1.5.3. Giới thiệu về phản ứng PCR đa mồi 28
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2.1 .VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 34
2.1.1. Chủng vi khuẩn sử dụng trong nghiên cứu 34
2.1.2. Dịch não tủy nền 34
2.1.3. Dịch não tủy của bệnh nhân đƣợc chẩn đoán lâm sàng viêm màng não
cấp tình do S. suis (để đánh giá hiệu quả của quy trính PCR đa mồi đƣợc
xây dựng trong đề tài): 35
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh Cao học K18

2.1.4. Sinh phẩm nghiên cứu 35

2.1.5. Trang thiết bị, dụng cụ 38
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 38
2.2.1. Nghiên cứu tạo bệnh phẩm mô phỏng 38
2.2.2. Nghiên cứu lựa chọn tổ hợp mồi đại diện cho S. suis và một số yếu tố
chủ yếu liên quan đến độc lực của vi khuẩn 44
2.2.3. Nghiên cứu tối ƣu chu trính nhiệt 45
2.2.4. Nghiên cứu tối ƣu các thành phần tham gia phản ứng 47
2.2.5. Nghiên cứu mức độ phát hiện vi khuẩn S. suis và một số yếu tố độc
lực của vi khuẩn bởi quy trính PCR đa mồi đƣợc xây dựng trong nghiên
cứu. Tình ổn định của PCR đa mồi. 47
2.2.6. Đánh giá tình đặc hiệu của các cặp mồi (khả năng bắt cặp chéo) với
những vi khuẩn phổ biến gây hội chứng lâm sàng viêm màng não giống S.
suis 48
2.2.7. Xây dựng quy trính xử lý bệnh phẩm để tách chiết DNA của S. suis 48
2.3. ĐÁNH GIÁ CÁC GIÁ TRỊ HỮU ÍCH CỦA PHƢƠNG PHÁP 50
2.3.1. Tiêu chuẩn xác định chẩn đoán dƣơng tình và âm tình 50
2.3.2. Các chỉ số tình toán độ tin cậy và giá trị của phƣơng pháp [3, 4] 50
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53
3.1. XÂY DỰNG QUY TRÌNH PCR ĐA MỒI PHÁT HIỆN TRỰC TIẾP
Streptococcus suis VÀ MỘT SỐ ĐỘC LỰC PHỔ BIẾN CỦA VI KHUẨN 53
3.1.1. Tạo bệnh phẩm mô phỏng 53
3.1.2. Lựa chọn các cặp mồi và tổ hợp mồi phù hợp: 54
3.1.3. Xác định điều kiện tối ƣu của phản ứng PCR đa mồi phát hiện S. suis
và một số yếu tố độc lực phổ biến 56
3.1.4. Tối ƣu hóa các thành phần tham gia phản ứng PCR đa mồi phát hiện
vi khuẩn S. suis và một số yếu tố độc lực phổ biến 58
3.1.5. Độ nhạy và tình ổn định của quy trính PCR đƣợc xây dựng (khả năng
lặp lại kết quả) 62
3.1.6. Đánh giá khả năng bắt cặp chéo của các cặp mồi (tình đặc hiệu) với
những vi khuẩn phổ biến gây bệnh cảnh lâm sàng giống S. suis 64

Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh Cao học K18

3.2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ BỆNH PHẨM ĐƠN GIẢN, DỄ THỰC
HIỆN ĐỂ BỘC LỘ DNA CỦA VI KHUẨN Streptococcus suis ĐẠT HIỆU
QUẢ (ĐÁNH GIÁ BẰNG KẾT QUẢ PHÁT HIỆN CỦA PCR ĐA MỒI) 65
3.3. ĐÁNH GIÁ CÁC GIÁ TRỊ HỮU ÍCH CỦA PHƢƠNG PHÁP PCR ĐA
MỒI KHI ÁP DỤNG VỚI BỆNH PHẨM LÂM SÀNG 69
3.3.1. Kết quả nuôi cấy phân lập/xác định đƣợc vi khuẩn từ bệnh phẩm: 69
3.3.2. Các chi số đánh giá độ chình xác và giá trị hữu ìch của các phƣơng
pháp 70
KẾT LUẬN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76



Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh Cao học K18

DANH MỤC HÌNH
Hính 1.1: Vi khuẩn liên cầu khuẩn lợn qua kình hiển vi điện tử 3
Hính 1.2: Khuẩn lạc S. suis trên môi trƣờng thạch máu cừu và thạch máu ngựa 4
Hính 1.3. Bệnh nhân bị nhiễm S. suis 20
Hính 1.4. Sơ đồ phản ứng PCR 25
Hính 3.1. Thử nghiệm các tổ hợp mồi phù hợp (từ tổ hợp 1 đến tổ hợp 8) 54
Hính 3.2.Thử nghiệm các tổ hợp mồi phù hợp (từ tổ hợp 9 đến tổ hợp 16) 55
Hính 3.3. PCR đa mồi với các điều kiện phản ứng tối ƣu phát hiện trực tiếp S. suis
trong bệnh phẩm Error! Bookmark not defined.

Hính 3.4. Thử nghiệm hàm lƣợng các mồi với nồng độ mỗi mồi là 20pmol/µl 59
Hính 3.5. Thử nghiệm hàm lƣợng mồi với nồng độ mồi khác nhau 60
Hính 3.6. Thử nghiệm Quy trính PCR đã xây dựng trên mẫu bệnh phẩm 61
Hính 3.7. Mức độ phát hiện vi khuẩn S. suis và 2 yếu tố độc lực của vi khuẩn bởi
PCR đa mồi đã hoàn thiện (kết quả với bệnh phẩm mô phỏng) 62
Hính 3.8. Kiểm tra tình đặc hiệu của tổ hợp mồi & quy trính PCR đa mồi 64
Hính 3.9. Xử lý mẫu bệnh phẩm dịch não tủy ở nhiệt độ 85
0
C và 90
0
C trong 60
phút 66
Hính 3.10. Hiệu quả xử lý dịch não tủy ở nhiệt độ 80
0
C với thời gian ủ khác nhau 67
Hính 3.11. Hiệu quả xử lý dịch não tủy của bệnh nhân ở 80
0
C/60‟(đánh giá bởi PCR đơn
mồi) Error! Bookmark not defined.
Hính 3.12. Hiệu quả xử lý dịch não tủy bằng Kit và bằng nhiệt độ 80
0
C/60‟ 67
Hính 3.13. Ứng dụng quy trính PCR đa mồi đã đƣợc xây dựng trên mẫu bệnh
phẩm 69


Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh Cao học K18

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hệ gen của một số chủng Sreptococcus suis 4
Bảng 2.1. Một số trính tự mồi chủ yếu (primer) đƣợc sử dụng trong nghiên
cứu [11,25,39,41] 37
Bảng 2.2. Các tổ hợp mồi đƣợc sử dụng trong thử nghiệm 44
Bảng 2 3. Các chu trính PCR đa mồi đƣợc thử nghiệm 46
Bảng 2.3. Bảng số liệu cơ bản để tình toán các chỉ số 51
Bảng 2.4. Mức độ LR
+
, LR
-
liên quan đến khả năng mắc bệnh và không mắc
bệnh 51
Bảng 3.1. Kết quả khẳng định lại đặc tình của vi khuẩn dùng làm mẫu 53
Bảng 3.2. Các tổ hợp mồi thìch hợp đƣợc lựa chọn trong thì nghiệm 55
Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của các chu trính PCR đến khả năng phát hiện S.suis . 56
Bảng 3.4. Khả năng phát hiện vi khuẩn và các yếu tố độc lực khi thay đổi điều
kiện quy trính PCR đa mồi 57
Bảng 3.5. Thành phần tham gia phản ứng PCR đa mồi đƣợc khảo sát 58
Bảng 3.6. Tình ổn định của Quy trính PCR khi thực hiện trên mẫu bệnh phẩm63
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của các phƣơng pháp xử lý bệnh phẩm dùng/không
dùng kit 65
Bảng 3.8. Độ nhạy và độ đặc hiệu của phƣơng pháp PCR đa mồi so với
phƣơng pháp nuôi cấy phân lập (chuẩn vàng) với n = 144 70
Bảng 3.9. So sánh kết quả ba phƣơng pháp: PCR đơn mồi, đa mồi và NCPL71
Bảng 3.10. Các chỉ số đánh giá độ chình xác và sự hữu ìch của phƣơng pháp
PCR đa mồi và nuôi cấy phân lập (n=153) 71

Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh Cao học K18

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Bp
Base pair
C (-)
Chứng âm
C (+)
Chứng dƣơng
Cps
Capsular polysaccharide
DNA
Deoxyribonucleic acid
DNT
Dịch não tủy
Ef
Extracellular factor
Mrp
Muramidase-released protein
NCPL
Nuôi cấy phân lập
PCR
Polymerase chain reaction
Pƣ
Phản ứng

Sly
Suilysin
S.suis
Streptococcus suis
VMN
Viêm màng não
VK
Vi khuẩn




Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 1 Cao học K18

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm 1960s trên thế giới và vài năm gần đây tại khu vực châu Á
trong đó có Trung Quốc và Việt Nam, luôn có sự cảnh báo về tầm nghiêm trọng của
vi khuẩn Streptococcus suis (S. suis) nhƣ một tác nhân gây bệnh nguy hiểm cho
ngƣời và có tiềm năng gây các vụ bùng phát dịch.
Tại Việt Nam, nhiễm trùng cấp tình ở ngƣời do S. suis đã và đang đƣợc coi là
một bệnh nhiễm trùng mới nổi, có khả năng gây tỷ lệ tử vong và di chứng cao. Rất
nhiều trƣờng hợp mắc bệnh có các biểu hiện lâm sàng rất nặng nhƣ: nhiễm khuẩn
huyết, viêm màng não có ban xuất huyết và hoại tử, hội chứng sốc nhiễm trùng
nhiễm độc liên cầu. Số liệu lâm sàng sơ bộ của một số viện và bệnh viện lớn nhƣ
Viện Các Bệnh truyền nhiễm và Nhiệt đới Quốc gia, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện
Trung ƣơng Huế đã cho thấy S. suis là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây
bệnh nhiễm khuẩn huyết và viêm màng não mủ ở ngƣời lớn tại Việt Nam.

Ở các nƣớc có nền kinh tế phát triển, việc chẩn đoán S. suis bởi các kỹ thuật
nuôi cấy phân lập kinh điển hoặc phát hiện kháng nguyên đặc hiệu bằng các kỹ
thuật miễn dịch học, thậm chì các kỹ thuật sinh học phân tử rất phổ biến.
Ở Việt Nam, ví sự không đồng bộ về cơ sở vật chất, trang thiết bị cũng nhƣ sự
không ổn định về kỹ năng thực hành chẩn đoán phòng thì ngiệm, những phƣơng
pháp sinh học phân tử hiện đại nhằm chẩn đoán S. suis rất khó có thể áp dụng rộng
rãi. Tuy nhiên trong các phƣơng pháp hiện đại, nhanh và chình xác, phƣơng pháp
PCR đa mồi (nhân gen đa mồi) là phƣơng pháp có tình khả thi hơn cả về mặt kinh tế
và kỹ năng thực hiện so với phƣơng pháp PCR định lƣợng (Real time PCR). Với
phƣơng pháp PCR đa mồi, chúng ta có thể đồng thời phát hiện đƣợc sự có mặt của
vi khuẩn S. suis, xác định đƣợc typ huyết thanh (typ 2) và có thể một hoặc vài gen
độc lực của vi khuẩn. Phƣơng pháp này giúp tiết kiệm sinh phẩm, thời gian, công
sức và có độ đặc hiệu cao.
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 2 Cao học K18

Chình ví vậy, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu phát triển và hoàn
thiện quy trình PCR đa mồi để phát hiện trực tiếp Streptococcus suis từ dịch
não tủy của ngƣời” với 2 mục tiêu chình sau đây:
- Xây dựng quy trính PCR đa mồi phát hiện trực tiếp S. suis ở bệnh phẩm
ngƣời;
- Xây dựng quy trính xử lý bệnh phẩm đơn giản, dễ thực hiện để bộc lộ DNA
của S. suis.
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 3 Cao học K18

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ Streptococcus suis

1.1.1. Giới thiệu chung
Streptococcus suis là vi khuẩn Gram dƣơng, kỵ khì tùy tiện, kìch thƣớc
khoảng 1µm, không có lông, không sinh nha bào. Trong bệnh phẩm, chúng thƣờng
xếp thành chuỗi hoặc thành đôi (Hính 1.1). S.suis có yếu tố quyết định kháng
nguyên liên quan đến nhóm D theo phân loại của Lancefield, mặc dù về mặt di
truyền, vi khuẩn này không có sự liên quan đến thành viên khác của nhóm này.
Thời điểm ban đầu, theo hệ thống phân loại của Lancefield, S. suis thuộc nhóm R,
S và T tƣơng ứng với các type huyết thanh 2, 1 và 15 [36]. Nhƣng đến năm 1995,
dựa vào cấu trúc vỏ các nhà khoa học đã nghiên cứu đƣợc S.suis có tổng cộng 35
type huyết thanh (từ typ 1 đến typ 34 và typ 1/2 ) [48] nhƣng typ 32 và 34 vừa đƣợc
chứng minh là Streptococcus orisratti. Mặc dù vậy, các chủng gây bệnh cho ngƣời
đáng chú ý là typ 1, 2, 14, chúng có thể thay đổi theo vùng và theo thời gian [50].
Nhƣng typ 2 gây bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng ở lợn và là kiểu huyết thanh phổ
biến nhất ảnh hƣởng đến con ngƣời rộng rãi trên toàn thế giới, có rất ìt trƣờng hợp
gây bệnh ở ngƣời do typ 1 và typ 14.

Hình 1.1: Vi khuẩn liên cầu khuẩn lợn qua kính hiển vi điện tử
(
Vi khuẩn S. suis phát triển trong điều kiện môi trƣờng có 5- 10% CO
2
, mọc
trên các môi trƣờng nuôi cấy giàu chất dinh dƣỡng nhƣ môi trƣờng thạch máu,
thạch Chocolate, nhƣng mọc tốt nhất trên môi trƣờng Columbia, nhiệt độ thìch hợp
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 4 Cao học K18

37
0
C, nhƣng có thể phát triển đƣợc ở một khoảng nhiệt độ rất rộng 10 – 45

0
C, pH
thìch hợp 7–7,2. Sau 24 giờ, ở 37
0
C, vi khuẩn mọc tạo những khuẩn lạc nhỏ, tròn,
lồi, bờ đều, màu xám hoặc trong suốt, hơi nhầy.
S. suis gây tan huyết dạng alpha trên môi trƣờng thạch máu cừu và tan huyết
dạng beta trên môi trƣờng thạch máu ngựa (Hính 1.2).

Hình 1.2: Khuẩn lạc S. suis trên môi trƣờng thạch máu cừu và thạch máu ngựa
Mặc dù chức năng của 20-30% bộ gen chƣa đƣợc biết nhƣng nhiều gen
đóng vai trò trong bệnh sinh nhiễm trùng đã đƣợc nghiên cứu. Đó là những
gen chịu trách nhiệm sản xuất polysacarit, vận chuyển vỏ, các yếu tố hạn chế
sắt, yếu tố ly giải, các protein liên quan đến độc lực, các enzym, hệ thống
arginine deminase và các protein gắn IgG. Có 17 chủng S. suis đã đƣợc giải
trính tự gen. Tùy từng chủng, bộ ben có kìch thƣớc từ 2,01 đến 2,18 Mb với
tỷ lệ GC từ 41 đến 41,7%. Trong bộ gen của 17 chủng chứa từ 1607 đến 2427
gen và có từ 1559 đến 2334 loại protein (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. Hệ gen của một số chủng Sreptococcus suis
Chromosomes [13] Scaffolds or contigs [3] SRA or Traces [0] No data [1]
TT
Vi sinh vật
Tình
trạng
Chr
Plasmids
KT
(Mb)
GC
%

Gene
Protein
1
S. suis 05ZYH33

1
-
2.1
41.1
2,254
2,186
2
Streptococcus suis P1/7

1
-
2.01
41.3
2,011
1,824
3
Streptococcus suis
BM407

1
1
2.17
41
2,136
1,947

4
Streptococcus suis

1
-
2.1
41.1
2,253
2,185
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 5 Cao học K18

TT
Vi sinh vật
Tình
trạng
Chr
Plasmids
KT
(Mb)
GC
%
Gene
Protein
98HAH33
5
Streptococcus suis A7

1

-
2.04
41.2
2,064
1,974
6
Streptococcus suis D12

1
-
2.18
41.3
2,190
2,078
7
Streptococcus suis D9

1
-
2.18
41
2,196
2,074
8
Streptococcus suis GZ1

1
-
2.04
41.4

2,047
1,977
9
Streptococcus suis JS14

1
-
2.14
41.2
2,174
2,066
10
Streptococcus suis SC84

1
-
2.1
41.1
2,068
1,898
11
Streptococcus suis SS12

1
-
2.1
41.2
2,161
2,079
12

Streptococcus suis ST1

1
-
2.03
41.4
2,097
1,987
13
Streptococcus suis ST3

1
-
2.03
41.3
2,053
1,952
14
Streptococcus suis
05HAS68

-
-
1.64
41.7
1,607
1,559
15
Streptococcus suis
89/1591

-
-
2.14
41.1
2,162
2,119
16
Streptococcus suis R61

-
-
2.39
41.2
2,427
2,334
17
Streptococcus suis S735

-
-
-
-
-

Nguồn: NCBI > Genomes & Maps > Genome
1.1.2. Một số yếu tố độc lực chính của vi khuẩn liên quan đến chẩn đoán
*Vỏ polysacarit của vi khuẩn
S. suis có lớp vỏ polysacarit chắc chắn (capsular polysaccharide - cps). Việc
định typ huyết thanh vi khuẩn dựa trên cấu trúc kháng nguyên của lớp vỏ này.

Trong các loại typ huyết thanh, các typ 1,2,7 và 9 đƣợc cho là có liên quan nhiều
hơn đến bệnh nhiễm trùng liên cầu khuẩn lợn. Tuy nhiên, khả năng nhiễm đa typ
cũng có thể xảy ra. Lớp vỏ typ 1 bao gồm các loại đƣờng: Galactose, glucose, N-
acetyl glucosamine, N-acetyl galactosamine và sialic acid. Ở typ 2, N-acetyl
glucosamine đƣợc thay thế bằng rhamnose. Đặc điểm cấu trúc của lớp vỏ các typ
khác chƣa đƣợc nghiên cứu sâu.
*Suilysin
Suilysin là một yếu tố gây tan huyết đƣợc mã hóa bởi gen sly của S. suis.
Protein suilysin thuộc nhóm các độc tố kết hợp với cholesterol và có độ tƣơng đồng
cao với pneumolysin (yếu tố ly giải tế bào của Streptococcus pneumoniae).
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 6 Cao học K18

Gen sly có mặt ở hầu hết các typ. Nghiên cứu của Takamatsu và cs (2002) cho
rằng gen sly có thể có nguồn gốc ngoại lai. Suilysin có khả năng gây tổn thƣơng tế
bào và làm tăng khả năng xâm nhập của vi khuẩn (thì nghiệm đƣợc tiến hành in
vitro sử dụng các tế bào biểu mô và các tế bào miễn dịch). Ngoài ra, suilysin còn có
thể "khởi động" cho quá trính sản xuất và tác động của các cytokine. Thì nghiệm sử
dụng các dạng đột biến của sly cho thấy mức độ ảnh hƣởng khác nhau của suilysin
tùy thuộc vào vật chủ, loại tế bào và loại đột biến.
Tuy kháng thể chống suilysin có tác dụng bảo vệ nhất định, các thử nghiệm
gây nhiễm trên động vật với các chủng mang suilysin cho rằng suilysin không phải
là yếu tố thiết yếu cho độc lực của liên cầu khuẩn.
*Hệ thống Arginine deminase
Năm 2002 Winterhoff và các cộng sự đã xác định đƣợc 2 protein bề mặt vi
khuẩn có kìch thƣớc 47 kDa và 53 kDa. Hai protein này có mức độ tƣơng đồng cao
với hệ thống arginine deminase (ADS) của S. pyogenes. Protein 47 kDa tƣơng
đồng với ornithine carbamoyl transferase còn 53 kDa tƣơng đồng với streptococcal
acid glycoprotein (SAGP).

ADS là hệ thống enzym cung cấp ATP từ quá trính biến đổi arginine thành
ornithine. Hoạt động của ADS có thể xảy ra ở độ pH thấp. Hệ thống ADS có mặt
trong tất cả các chủng vi khuẩn S. suis
*Protein được giải phóng do muramidase (muramidase-released protein; mrp) và
yếu tố ngoại bào (extracellular factor- ef)
Hai yếu tố mrp và ef hiện diện ở hầu hết các chủng vi khuẩn phân lập từ động
vật bị bệnh nhƣng tần số xuất hiện của chúng không cao ở các động vật truyền
bệnh. Ở các chủng gây bệnh trên ngƣời, một số nghiên cứu cho thấy tỷ lệ 69, 6% số
chủng phân lập đƣợc mang gen mrp.
Mrp và ef cũng đƣợc coi là các yếu tố chỉ thị cho S. suis typ 2. Các chủng vi
khuẩn có độc lực yếu cũng có khả năng sản sinh mrp và biến thể của ef (ký hiệu là
ef*). Với các chủng thuộc typ 2, 5 allen của gen mã hóa ef đã đƣợc xác định. Biến
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 7 Cao học K18

thể mrp nhỏ (small mrp; mrps) hiện diện ở typ 1 và mrp lớn (large mrp; mrp*) có
mặt ở typ 9. Các chủng Canada không có mrp và ef. Đã có nghiên cứu gây nhiễm
trên lợn cho rằng typ 1 và 2 do đột biến thiếu hoàn toàn hai protein này có độc lực
chẳng khác gí vi khuẩn thể hoang dại. Tuy vậy vai trò của chúng trong đáp ứng
miễn dịch vẫn cần đƣợc làm sáng tỏ bằng các thì nghiệm gây nhiễm thực nghiệm.
*Các yếu tố độc lực khác
Chúng ta đã biết rằng rất nhiều yếu tố có liên quan và chịu ảnh hƣởng ở những
giai đoạn khác nhau của quá trính bệnh lý. Cũng nhƣ vậy, đối với vi khuẩn S. suis,
gần 40 gen khác nhau đã đƣợc tím thấy (theo Smith và cs, 2001). Các gen này mã
hóa cho các protein có chức năng nhƣ: yếu tố điều hòa, vận chuyển, đảm nhận chức
năng đối với quá trính sinh lý của bản thân vi khuẩn và cả các nhóm chƣa xác định
đƣợc chức năng. Một nghiên cứu gây nhiễm bằng chủng S. suis có độc lực yếu và
bổ sung thêm các gen từ các chủng gây bệnh đã tím thấy chuỗi nucleotide có kìch
thƣớc 3kb mang thông tin quan trọng liên quan đến độc lực của vi khuẩn.

Năm 2004, Allen và cs. đã xác định yếu tố làm tan có khả năng hỗ trợ cho sự
xâm nhập của vi khuẩn qua tác động đến acid hyaluronic (tƣơng tự nhƣ tác động
của nhiều loại vi khuẩn khác).
1.1.3. Cơ chế gây bệnh của S.suis
Quá trình xâm nhập
Cơ chế xâm nhập của S. suis vào vật chủ ìt đƣợc biết đến. Các tác nhân gây
bệnh có thể tồn tại trong amidan lợn trong thời gian dài. Mô lympho của amidan
đƣợc bao phủ bởi các biểu mô niêm mạc. Đặc biệt ở lợn, diện tìch bề mặt vòm
miệng tăng đáng kể do biểu mô lõm sâu trong các mô bạch huyết hính thành rất
nhiều phân nhánh [49]. Có thể là sau khi bám dình và xâm nhập vào các tế bào biểu
mô amidan, vi khuẩn vẫn chƣa bị phát hiện bởi hệ thống miễn dịch. Tuy nhiên, vẫn
chƣa có nghiên cứu nào giải thìch việc làm thế nào S. suis có thể vƣợt qua hàng rào
bảo vệ đầu tiên của vật chủ để gây bệnh. Giả thuyết đƣợc chấp nhận nhất hiện nay
là các tác nhân gây bệnh làm thủng biểu mô niêm mạc trong đƣờng hô hấp trên của
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 8 Cao học K18

lợn [21]. Tƣơng tự nhƣ vậy, đối với con ngƣời, S. suis có thể tƣơng tác với các tế
bào biểu mô ở bề mặt biểu bí hoặc trong ruột [22, 31]. Có rất ìt nghiên cứu về cơ
chế tƣơng tác giữa S. suis và các tế bào biểu mô, ngoại trừ tế bào biểu mô của đám
rối màng mạch. Nó đã đƣợc báo cáo rằng các chủng độc lực của S. suis có thể bám
vào các tế bào biểu mô đƣờng hô hấp của ngƣời [6, 32, 44]. Các chất bám dình trên
bề mặt của S. suis có thể bị cản trở bởi vỏ polysaccharide (CPS) của chúng. Sự bám
dình và sự xâm nhập của S.suis vào tế bào biểu mô HEP-2 ở ngƣời diễn ra mạnh mẽ
hơn ở những chủng không có vỏ đã đƣợc báo cáo bởi Benga et al [6]. Ví vậy, điều
đó có thể đƣợc đƣa ra giả thuyết rằng S. suis giảm sự biểu hiện của CPS trong các
bƣớc đầu của quá trính lây nhiễm. Giả thuyết này cần đƣợc nghiên cứu sâu hơn.
S. suis tƣơng tác với các thành phần của chất nền ngoại bào (ECM) nhƣ
fibronectin và plasminogen [16]. Các protein Fbps liên kết với fibronectin của

ngƣời và fibrinogen khi thực hiện trong phòng thì nghiệm [14]. Tuy nhiên, khi làm
đột biến gen fbps không làm giảm khả năng liên kết với fibronectin của ngƣời [16],
điều này cho thấy tồn tại khả năng dự phòng của vi khuẩn này trong quá trính liên
kết với các ECM. Thử nghiệm lây nhiễm các chủng đột biến fbps cho thấy Fbps
không cần thiết cho sự xâm nhập của vi khuẩn vào amidan của lợn (bƣớc đầu tiên
của nhiễm trùng) nhƣng nó có thể đóng vai trò trong quá trính xâm nhập vào cơ
quan khác [14]. Enolaza ở bề mặt của vi khuẩn có vai trò trong sự liên kết giữa vi
khuẩn và plasminogen [42]. Enolaza của S. suis không chỉ liên kết với plasminogen
mà còn liên kết với cả fibronectin. Enolaza của S. suis biểu hiện cao trong cơ thể
lợn bị bệnh sẽ gây đáp ứng sản xuất kháng thể, mặc dù tiềm năng để enolaza đƣợc
biết đến nhƣ là một kháng nguyên bảo vệ vẫn còn gây tranh cãi [15, 58]. Gần đây,
một dipeptidylpeptidase (DppIV) của S. suis cũng đƣợc chứng minh là tƣơng tác
với fibronectin của ngƣời, tình độc hại của một chủng bị đột biến thiếu dppIV bị suy
yếu đáng kể [18]. Sự liên kết của S. suis với collagen cũng đã đƣợc báo cáo [16].
Chủng S. suis bị đột biến mất sortase SrtA cũng làm giảm khả năng bám dình với
protein ECM [55], điều này cho thấy các peptidoglycan cũng rất quan trọng đối với
sự tƣơng tác của các tác nhân gây bệnh này với các protein ECM.
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 9 Cao học K18

Nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng sự bám dình của vi khuẩn vào tế bào biểu
mô nhƣ là một mô hính để đánh giá các yếu tố độc lực. Một loại enzyme với hoạt
tình 6-phosphogluconate-dehydrogenase, amylopullulanase, tất cả đều góp phần vào
sự bám dình của S. suis vào tế bào biểu mô [17]. Đột biến mất các yếu tố điều hòa 2
thành phần CiaRH hoặc điều hòa phiên mã RevSC21 và CovR cũng làm cho sự
bám dình của S.suis vào tế bào biểu mô bị suy giảm đáng kể [46, 57]. Tuy nhiên, cơ
chế của hiện tƣợng này vẫn chƣa đƣợc biết đến.
Ngoài các chất bám dình nhƣ trên thí suilysin rất độc hại cho tế bào [21].
Suilysin là một hemolysin 54-kDa, là một chất độc có hoạt tình thiol tác dụng vào

cholesterol trong màng của các tế bào có nhân điển hính [20]. Tuy nhiên, các chủng
không sản xuất suilysin cũng có thể để đi đên các mạch máu và khuếch tán trong cơ
thể vật chủ.
IgA đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại các tác nhân gây
bệnh ở niêm mạc. Vi khuẩn có khả năng sản xuất IgA protease để hạn chế số lƣợng
của IgA chức năng. Chúng cũng có thể tận dụng lợi thế của các mảnh Fab sinh ra để
tăng cƣờng sự kị nƣớc bề mặt (và do đó bám dình vào tế bào vật chủ) và ngăn sự
xâm nhập của các kháng thể còn nguyên vẹn [42]. Gần đây, một báo cáo đã cho
thấy S. suis sản xuất IgA1protease có khả năng hiệu quả trong việc phá hủy IgA1
của ngƣời [59].
Sự tồn tại của vi khuẩn trong máu và sự lây nhiễm
Nhƣ đã đề cập ở trên, sự xâm nhập của vi khuẩn hoặc làm tổn thƣơng tế bào
có thể đƣợc coi là bƣớc đầu tiên của sự phát triển bệnh. Giả thuyết cho rằng S. suis
có thể xâm nhập vào hệ thống tuần hoàn chủ yếu qua các amiđan vòm miệng, sau
khi bám dình và xâm nhập vào các tế bào biểu mô và tƣơng tác với các tế bào tủy
[42]. Khi S. suis xâm nhập vào các mô bên trong và máu, đó là nguyên nhân chình
để kìch hoạt sự hoạt động của các tế bào thực bào của hệ thống miễn dịch bẩm sinh.
Tuy nhiên, khi kháng thể đặc hiệu không có mặt, S. suis có thể chống lại thực bào
và tồn tại trong máu ở nồng độ cao và gây viêm. Vi khuẩn tồn tại chủ yếu phụ thuộc
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 10 Cao học K18

vào việc sản xuất các CPS. CPS bảo vệ S. suis khỏi bạch cầu trung tình và thực bào
đơn nhân/đại thực bào [19]. Nghiên cứu về cấu trúc CPS của S. suis týp huyết thanh
2 gần đây cho thấy sự có mặt của galactose (Gal), Gal liên kết 6, Gal liên kết 3, 4,
N-acetyl-glucosamine (GlcNAc4) liên kết 4, và rhamnose liên kết 3, 4. CPS của S.
suis tƣơng tự nhƣ liên cầu khuẩn nhóm B (GBS), cũng có chứa N-acetyl-neuraminic
acid (sialic acid) liên kết với phìa cuối của chuỗi CPS. Tuy nhiên, trong khi axit
sialic của GBS là liên kết 2-3 Gal, S. suis là 2-6 Gal [42]. Acid sialic đã đƣợc chứng

minh là quan trọng trong việc ngăn ngừa sự bám dình của protein C3 trên bề mặt
của GBS và cho phép cho GBS kháng lại sự tiêu giệt trong tế bào phụ thuộc
opsonin [42]. Một vai trò nhƣ vậy vẫn chƣa đƣợc chứng minh đối với axit sialic của
S. suis. Một thì nghiệm tạo ra chủng đột biến mất gen neuC đã đƣợc thực hiện
(neuC mã hóa epimerase UDP GlcNAc cần thiết cho quá trính sinh tổng hợp acid
sialic), kết quả là ngăn cản toàn bộ quá trính lắp ráp, biểu hiện của CPS. Điều đó đã
chứng minh rằng axit sialic đóng vai trò rất quan trọng trong quá trính gây bệnh của
S.suis [42].Các chủng type huyết thanh khác mà lớp vỏ capsit cũng chứa axìt sialic
nhƣ các type huyết thanh 1 và 16, đôi khi cũng gây bệnh ở ngƣời [42]. Axìt sialic
cũng đã đƣợc chứng minh liên quan đến việc bám dình của S. suis với bạch cầu đơn
nhân, ví thế giả thuyết đƣợc đặt ra là các tác nhân gây bệnh sẽ di chuyển trong máu
mà không liên kết với các tế bào thực bào này [21] . Cuối cùng, một giả thuyết về
sự bắt chƣớc cấu trúc phân tử đã đƣợc đề xuất [19], dựa trên thực tế là axit sialic
liên kết 2-6 đƣợc tím thấy trong vỏ capsit của type huyết thanh 2 và 14 [42] tƣơng
tự nhƣ đƣờng epitope trên bề mặt của tất cả các tế bào động vật có vú [22]. Điều
này có thể dẫn đến việc nhận biết kháng nguyên của vật chủ bị ảnh hƣởng. Trong
thực tế, S. suis kiểu huyết thanh 2 đã đƣợc báo cáo là khi nhiễm vào vật chủ gây đáp
ứng miễn dịch kém ở cả lợn và ngựa. [42].
Mặc dù vai trò của CPS rất quan trọng góp phần vào sự hính thành nên tình
độc của S.suis. Nhƣng thực tế là một chủng có vỏ capsit không có nghĩa là chủng có
độc tình. Điều này đã chỉ ra rằng sự tồn tại trong máu của S.suis không chỉ dựa vào
lớp vỏ capsit mà còn dựa vào nhiều yếu tố khác. Thực tế, những chủng có vỏ nhƣng
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 11 Cao học K18

không có độc lực có thể chỉ tồn tại trong máu trong vòng 48h, các chủng có độc lực
có thể tồn tại trong vài ngày. Khả năng chống lại sự thực bà của vi khuẩn còn liên
quan đến quá trính biến đổi thành tế bào peptidoglycan bằng N-deacetylation. Một
chủng đột biến có vỏ capsit nhƣng không có PgdA deacetylase, chịu trách nhiệm

làm biến đổi peptidoglycan bị giảm khả năng kháng lại bạch cầu trung tình khi thì
nghiệm trên các mô hính lây nhiễm ở chuột và lợn. Tƣơng tự nhƣ vậy, D-
alanylation của axìt lipoteichoic (LTA) đóng một vai trò quan trọng trong sự tồn tại
của tác nhân gây bệnh này [42]. Một chủng đột biến không có D-alanine của LTA
nhạy cảm hơn với peptide kháng khuẩn và bị giết chết bởi bạch cầu trung tình của
lợn, chuột. Ngoài ra các cấu trúc thành tế bào lớn, nhiều protein bề mặt làm tăng
khả năng tạo các kháng thể và tăng khả năng bị thực bào [42, 58]. Tuy nhiên, các cơ
chế hoạt động của các protein này, vai trò của chúng vẫn còn chƣa biết. Mặc dù
chủng không có suilysin có thể là chủng độc lực và tồn tại trong máu, nhƣng các
chủng có suilysin có tình độc cao hơn với bạch cầu đơn nhân và bạch cầu trung tình
[42]. Hơn nữa, sự tồn tại của suilysin làm giảm thực bào và giết chết S. suis [42].
S. suis yêu cầu các chất dinh dƣỡng bao gồm cả các nguyên tố kim loại, có
hàm lƣợng tƣơng đối thấp trong vật chủ. AdcR, một yếu tố phiên mã liên cầu khuẩn
tƣơng đồng với Zur điều hòa sự hấp thu kẽm và Fur điều hòa sự hấp thu sắt điều. Cả
hai yếu tố này quan trọng cho sự sống còn S. suis trong cơ thể [42]. Ngoài ra, một
dòng đột biến không có yếu tố vận chuyển sắt (FeoB) đã bị suy giảm khả năng sống
sót trong một mô hính thì nghiệm trên chuột lây nhiễm. [42]. Sử dụng trong công
nghệ biểu hiện trong cơ thể sống đã khám phá các gen cpsA, mã hóa một yếu tố giả
định điều hòa sinh tổng hợp của CPS và IRI-7, đồng đẳng với rpgG của liên cầu,
một gen liên quan đến quá trính sinh tổng hợp vỏ capsit [ 52]. Giả thuyết đƣợc đề
xuất là CPS của S. suis trở nên dày hơn sau khi tăng trƣởng trong cơ thể, sắt tự do
khan hiếm, làm tăng cƣờng sự điều hòa biểu hiện của cps2A và rpgG có thể xảy ra
[52]. Mặc dù đây là một giả thuyết hấp dẫn, một sự liên quan rõ ràng giữa sự thiếu
sắt và sản xuất CPS vẫn còn phải đƣợc xác minh. Trong thực tế, có báo cáo cho
rằng S. suis có thể thìch nghi với môi trƣờng bị hạn chế sắt bằng cách thay đổi trong
chuyển hóa của nó, thay thế sắt bằng mangan, magiê [42]. Ngoài ra, lipoprotein
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 12 Cao học K18

TroA cần thiết cho sự tăng trƣởng S. suis trong các môi trƣờng có mangan thấp,
lipoprotein này rất quan trọng cho sự sống còn của vi khuẩn trong cơ thể. Gần đây,
các nhà nghiên cứu đã tiến hành thì nghiệm làm bất hoạt làm mất lipoprotein tham
gia trong sự hấp thu kẽm, kết quả độc tình bị giảm 50 lần so với chủng ban đầu.
Superoxide dismutase (Sod) là một yếu tố độc lực của vi khuẩn gây bệnh bằng
cách làm giảm quá trính oxy hóa của tế bào thực bào. Khung đọc mở SSU1356 của
một chủng SS2 lâm sàng ZJ081101 mã hóa một loại protein trên 201 axit amin khác
81 – 88% so với các Streptococcus spp. Thì nghiệm đột biến làm mất gen sod
(Δsod) từ chủng lâm sàng đƣợc thực hiện. Kết quả cho thấy, các chủng bị đột biến
mất gen sod dễ bị oxy hóa hơn các chủng hoang dại. Một thì nghiệm khác cũng
chứng minh độc lực của chủng SS2 bị suy giảm đáng kể ở chuột khi bị đột biến mất
gen sod [42].
Hiện tƣợng viêm và sốc nhiễm trùng
Hoạt động của hệ thống miễn dịch trong khi vật chủ bị lây nhiễm vi sinh vật
nói chung là bảo vệ, sốc nhiễm trùng nhƣ là một hệ quả của phản ứng miễn dịch quá
mức hoặc quá yếu của vật chủ. Một phản ứng không cân bằng có thể gây tổn hại
cho vật chủ do quá trính tiết các hợp chất tạo viêm nội sinh không đƣợc kiểm soát.
Bằng chứng là hội chứng sốc độc cũng nhƣ các trƣờng hợp sốc nhiễm trùng ở châu
Âu và châu Á gây ra do S. suis (với thời gian ủ bệnh ngắn, tiến triển bệnh nhanh
chóng và tỷ lệ tử vong cao), một chất trung gian quan trọng trong giai đoạn tiền
viêm đƣợc sản xuất khi toàn bộ hệ thống bị nhiễm S. suis [22]. Nhƣ vậy, khả năng
sản xuất cytokine của S. suis có thể đóng vai trò quan trọng. Trƣớc đây chủng độc
lực S.suis týp huyết thanh đã đƣợc chứng minh có khả năng sản xuất các cytokine
tiền viêm ở lợn, chuột và ngƣời. Điều này đƣợc chứng minh trong cơ thể sống trên
mô hính chuột bị nhiễm S. suis với giai đoạn sớm là sốc nhiễm trùng và giai đoạn
muộn là viêm màng não / viêm não [42]. Các mức độ cao của cytokine hệ thống
TNF-α, IL-6 và IL-12, IFN-γ và chemoattractants CCL2/MCP-1, CXCL1/KC, và
CCL5/RANTES quan sát thấy trong cơ thể trong vòng 24 giờ sau khi nhiễm đƣợc
cho là chịu trách nhiệm về cái chết ban đầu của động vật. Sự tăng cƣờng điều chỉnh
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 13 Cao học K18

Cytokine IL-10 đƣợc thực hiện sau sự sản xuất mạnh mẽ của hầu hết các cytokine
tiền viêm, chỉ ra một cơ chế liên hệ ngƣợc âm tình để kiểm soát mức độ của phản
ứng viêm.
Hầu hết các yếu tố của S.suis liên quan đến hiện tƣợng viêm ở vật chủ vẫn
chƣa đƣợc biết. Nhiều nghiên cứu với các đột biến làm mất vỏ capsit chỉ ra các
thành phần thành tế bào vi khuẩn là các yếu tố chình cảm ứng sản xuất cytokine
nhƣng cơ chế vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu. Lipoprotein có mặt trong thành tế bào có
thể một phần chịu trách nhiệm về sự nhận dạng của thụ thể trên tế bào [42]. Rất gần
đây, nó đã đƣợc chỉ ra rằng một prolipoprotein giả định diacylglyceryl transferas có
mặt trong thành tế bào S. suis là cần thiết để kìch hoạt hệ thống miễn dịch bẩm sinh
[42]. Tuy nhiên, các yếu tố khác cũng có thể đóng góp vào quá trính gây viêm.
Suilysin kìch hoạt các đại thực bào và gây ra việc sản xuất các cytokine tiền viêm
[42]. Ngoài ra, suilysin có thể tạo ra hemoglobin từ các tế bào hồng cầu, góp phần
nâng cao mức độ của các yếu tố trung gian tiền viêm bằng cách hoạt hóa các thành
phần của thành tế bào S. suis. Một subtilisin protease (SspA) gần đây đã đƣợc
chứng minh liên quan đến việc kìch thìch việc tiết ra các cytokine tiền viêm và
chemokines khác nhau bởi các đại thực bào. Nồng độ thấp của SspA làm cho CCL5
đƣợc tiết ra với hàm lƣợng cao, trong khi việc sử dụng các protein tƣơng tự ở nồng
độ cao thí hàm lƣợng CCL5 thấp. S. suis có thể là tăng khả năng tiết các chất trung
gian gây viêm dẫn đến việc thu hút số lƣợng lớn bạch cầu và tiết các chất trung gian
khác gây viêm nhiễm. Tuy nhiên, S. suis có thể điều chỉnh phản ứng này để phục vụ
cho sự tồn tại của nó bằng cách tìch cực làm giảm các chemokines do đó trí hoãn sự
thu hút bạch cầu trung tình vào vị trì bị viêm nhiễm.
Sự xâm nhập hệ thần kinh trung ƣơng và viêm màng não
Nếu bệnh nhân không bị tử vong do nhiễm trùng huyết hoặc hội chứng sốc
độc, nhƣng mức độ nhiễm trùng huyết vẫn còn cao, S. suis có thể gây ra bệnh viêm
màng não [7, 8]. Đáng chú ý, trong một số trƣờng hợp nhiễm trùng có thể không

xuất hiện và viêm màng não có thể xảy ra bất ngờ. Giống nhƣ các tác nhân gây
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 14 Cao học K18

bệnh khác, S. suis phải vƣợt qua hàng rào máu não (BBB) và / hoặc chất dịch máu -
não tủy (CSF) để gây ra nhiễm trùng hệ thần kinh trung ƣơng. BBB là một rào cản
duy nhất về giải phẫu và chức năng ngăn cách giữa não và nội mạch bằng cách duy
trí sự cân bằng nội môi của môi trƣờng hệ thần kinh trung ƣơng [42]. Các loại tế
bào chình của hàng rào máu não là tế bào nội mô vi mạch của não(BMEC). S.suis
bám dình nhƣng không xâm nhập vào các tế bào BMEC của ngƣời. Các yếu tố vi
khuẩn liên quan đến sự bám dình không đƣợc làm sáng tỏ và không có sự tham gia
của CPS vào quá trính này. S. suis có thể tồn tại 7 h trong tế bào BMEC của lợn.
Các thành phần huyết thanh cũng có thể tham gia vào sự tƣơng tác giữa S. suis và
các tế bào BMECs của lợn. Trong số đó, fibronectin đóng một vai trò quan trọng
trong sự tƣơng tác này; Ngoài ra, các kháng thể chống lại enolase (protein liên kết
fibronectin quan trọng của S. suis) làm giảm đáng kể sự bám dình và sự xâm nhập
của S.suis vào tế bào BMEC của lợn [42]. Các chủng có Suilysin cũng có thể phá vỡ
hàng rào máu não thông qua các hiệu ứng độc tế bào, với hàm lƣợng cao của các
chủng có suilysin gây độc cho các tế bào BMEC của lợn. Tuy nhiên, suilysin không
phải là yếu tố quyết định ví các chủng đột biến mất suilysin vẫn có thể xâm nhập
vào các tế bào này.
Một cách khác để S. suis có thể xâm nhập vào hệ thần kinh trung ƣơng cho
có thể là các tế bào biểu mô đám rối thần kinh màng mạch của hàng rào máu-
dịch não tủy. Thật vậy, mặc dù hàng rào máu-dịch não tủy có một diện tìch bề
mặt nhỏ hơn so với hàng rào máu não, nó có thể đóng một vai trò quan trọng
trong sự di chuyển của vi khuẩn cũng nhƣ trong luân bạch cầu. Gần đây, một thử
nghiệm về sự xâm nhập và di chuyển của S. suis qua hàng rào máu-dịch não tủy
đã đƣợc thực hiện. Sự di chuyển của S.suis qua hàng rào máu-dịch não tủy đã
kìch hoạt bạch cầu trung tình. S. suis gây ra hoại tử tế bào CPEC, mặc dù

apoptosis cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trính làm chết tế
bào. Suilysin đó đóng một vai trò quan trọng nhƣ là một chất độc ảnh hƣởng đến
chức năng hàng rào máu-dịch não tủy, tuy nhiên, các yếu tố hòa tan khác cũng có
thể tham gia vào quá trính này.
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 15 Cao học K18

Viêm màng não, chấn thƣơng não và chết tế bào thần kinh là triệu chứng liên
quan đến phản ứng của vật chủ với các yếu tố của vi khuẩn. Một thì nghiệm thực
hiện trên cơ thể sống cho thấy rằng những con chuột bị nhiễm bệnh sống sót sau
giai đoạn nhiễm trùng máu có thể phát triển các dấu hiệu nghiêm trọng của tính
trạng viêm ở hệ thần kinh trung ƣơng. S. suis có thể kìch thìch các tế bào BMEC tiết
acid arachidonic, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâm nhập vào hệ thần kinh
trung ƣơng [135]. Các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng S. suis có thể kìch thìch tế
bào BMEC của ngƣời và lợn tiết ra các cytokine tiền viêm và chemokines, tiểu thần
kinh đệm và các tế bào hính sao ở chuột [42].
1.2. SỰ LÂY NHIỄM TRÊN NGƢỜI CỦA S.suis
Streptococcus suis (S. suis) hay còn gọi là liên cầu khuẩn lợn là một trong
những vi sinh vật gây bệnh ở lợn làm tổn thất lớn về kinh tế. Bệnh xảy ra ở nhiều
nơi trên thế giới và hầu hết ở các nƣớc có ngành chăn nuôi lợn phát triển. Các biểu
hiện bệnh lý của lợn bao gồm viêm màng não, viêm khớp, viêm phổi, nhiễm trùng
huyết, viêm nội tâm mạc, các ổ áp xe. Nghiêm trọng hơn, vi khuẩn có thể gây bệnh
cho ngƣời với các biểu hiện của viêm màng não, nhiễm trùng máu, viêm nội tâm
mạc. v.v. Chình ví vậy, bệnh đƣợc xếp vào nhóm các bệnh chung của ngƣời và
động vật.
S. suis lần đầu tiên đƣợc báo cáo bởi các bác sĩ thú y năm 1954, sau khi bùng
phát dịch viêm màng não, viêm khớp nhiễm khuẩn huyết, và có mủ xảy ra ở lợn con
[23]. Sau đó, vào năm 1968, bệnh do S. suis đƣợc ghi nhận ở ngƣời qua mô tả lần
đầu tiên về 2 trƣờng hợp viêm màng não mủ và một trƣờng hợp nhiễm trùng huyết

nặng tại Đan Mạch. Từ đó, bệnh đƣợc ghi nhận ở các nƣớc khác thuộc Châu Âu
(Anh, Hà lan,…) và Hồng kông [23].
Tại Anh, trong khoảng từ năm 1975 đến năm 1990, có tất cả 35 trƣờng hợp
nhiễm Streptococcus suis đƣợc báo cáo, trong số đó, 34 trƣờng hợp bệnh nhân nam.
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 16 Cao học K18

25 bệnh nhân đã đƣợc xác nhận bị nhiễm Streptococcus suis từ năm 1984 và
1993 ở Hồng Kông. Trong số đó, 15 trƣờng hợp (60%) đã có một tiếp xúc với lợn
hoặc thịt lợn. Xét nghiệm dịch não tủy của 21 bệnh nhân đã xác nhận sự hiện diện
của viêm màng não, 4 bệnh nhân còn lại bị viêm khớp, viêm phế quản phổi, viêm
nội tâm mạc và sốt [30].
Có 7 trƣờng hợp nhiễm S. suis ở Nhật Bản từ năm 1994 đến 2006. Tất cả các
trƣờng hợp có tiếp xúc với lợn và 5 ngƣời trong số họ đã có tổn thƣơng da tay trong
quá trính tiếp xúc. 5 trƣờng hợp trên có các triệu chứng của viêm màng não, nhiễm
trùng huyết, và có 1 trƣờng hợp đã tử vong. Tất cả S. suis đƣợc phân lập thuộc
nhóm D theo phân loại của Lancefield và týp huyết thanh 2. Chúng nhạy cảm với
penicillin G, ampicillin, cefotaxim, và ciprofloxacin. Tuy nhiên, sáu trong số chúng
có khả năng kháng cả erythromycin và clindamycin, và cũng đề kháng với
minocycline [9].
Một nghiên cứu hồi cứu đã đƣợc tiến hành tại Bệnh viện Đại học Chiang Mai
từ tháng 5 năm 2000 đến tháng 12 năm 2002. Theo nghiên cứu, 41 bệnh nhân (32
nam và 9 nữ, tuổi trung bính là 51 tuổi) đƣợc xác định lây nhiễm S. suis. Trong đó,
3 bệnh nhân có tiền sử tiếp xúc với lợn hoặc thịt lợn và 1 bệnh nhân đã ăn thịt bò
sống [56].
Từ ngày 1/1/2003-31/7/2005, có 21 trƣờng hợp đƣợc xác định là nhiễm S. suis
, trong đó có 1 trƣờng hợp (5%) tử vong, 18 trƣờng hợp (86%) là nam giới và 3
trƣờng hợp (14%) là nữ . Độ tuổi trung bính là 62 tuổi (từ 26-89 tuổi), 12 trƣờng
hợp (57%) khởi phát bệnh trong tháng 5, tháng 6, tháng 7 hoặc tháng 8. Họ sống ở

các huyện khác nhau ở Hồng Kông và không có phân nhóm địa lý [37].
Gần đây, trong tháng 7-8/2005, tại tỉnh Sichuan, Trung Quốc đã xảy ra một
vụ dịch lớn do S. suis lây truyền từ lợn sang ngƣời. Tổng số 215 ngƣời mắc,
trong đó, 61 (ngƣời) 28% trƣờng hợp nhiễm khuẩn huyết có sốc nhiễm trùng
nhiễm độc, 38 ngƣời chết (62%), 48% viêm màng não mủ Tỷ lệ tử vong trung
bính của tất cả các trƣờng hợp > 20%. Một số trƣờng hợp sau khi khỏi bệnh
Luận văn thạc sĩ Vi sinh vật học

Đặng Thị Kiều Oanh 17 Cao học K18

nhiễm khuẩn S. suis cấp tình bị những di chứng nhƣ điếc không hồi phục, mất
thăng bằng [28].
Tổng số ngƣời nhiễm S. suis báo cáo cho đến khi tháng 8 năm 2006 ≈ 400, và
gần 90% các trƣờng hợp này xảy ra ở Trung Quốc, Thái Lan, Hồng Kông, Đài
Loan, và Hà Lan. Tất cả các trƣờng hợp ngƣời nhiễm S. suis đã báo cáo hầu hết là
typ 2, ngoại trừ 1 trƣờng hợp typ huyết thanh 1, 1 trƣờng hợp typ huyết thanh 4, và
1 trƣờng hợp typ kiểu huyết thanh 14 [27].
Số lƣợng trƣờng hợp lây nhiễm S. suis ở ngƣời báo cáo đã tăng đáng kể.
Trong một bài báo xuất bản năm 2007, 409 trƣờng hợp con ngƣời S. suis đƣợc báo
cáo, hầu hết trong số đó xảy ra ở Trung Quốc, Thái Lan và Hà Lan, 73 trƣờng hợp
bị tử vong [35].
Từ 2000-2011, 8 bệnh nhân bị nhiễm S. suis đã đƣợc xác định ở Đài Loan. Sáu
trƣờng hợp ban đầu đƣợc xác định nhầm là Streptococcus acidominimus, nhƣng sau
khi giải trính tự gen 16S rRNA của chủng phân lập đƣợc thí chúng đƣợc xác định là
S. suis. Đa số các trƣờng hợp trên đƣợc xác định là S.suis typ 2 [29].
Một nghiên cứu về sự lây nhiễm S. suis ở ngƣời đã đƣợc tiến hành ở tỉnh
Phayao, miền bắc Thái Lan trong năm 2010. Có 31 trƣờng hợp S.suis đã đƣợc xác
nhận trong nghiên cứu này. Các trƣờng hợp tử vong chiếm tỉ lệ 16,1%, và tỷ lệ ƣớc
tình là 6,2/100.000 ngƣời dân. Tỷ lệ mắc cao điểm xảy ra vào tháng 5. Độ tuổi trung
bính của bệnh nhân là 53 tuổi và 64,5% trong số đó là nam giới. Có 22 trƣờng hợp

bị lây nhiễm là do tiêu thụ thịt lợn sống và thời gian ủ bệnh trung bính là 2 ngày.
Trong số các chủng đƣợc phân lập từ 31 bệnh nhân, 23 bệnh nhân bị nhiễm S.suis
typ 2 (74,2%) 8 bệnh nhân bị nhiễm S.suis typ 14 (25,8%) [12].
Trong số 116 trƣờng hợp viêm màng não do S. suis ở Bệnh viện Bệnh nhiệt
đới Thành phố Hồ Chì Minh từ năm 1997 đến năm 2005, 115 trƣờng hợp dotyp
huyết thanh 2 và 1 trƣờng hợp do typ huyết thanh 14 [27].
Trong hai năm 2005 - 2006, có 72 trƣờng hợp nhiễm S.suis nhập Bệnh viện
Bệnh nhiệt đới Thành phố Hồ Chì Minh, 58 bệnh nhân (81%) là nam giới. Phần