khảo sát sự kháng kháng sinh của klebsiella pneumoniae tại viện pasteur tp hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Phạm Thị Hoài An

KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG SINH
CỦA KLEBSIELLA PNEUMONIAE
TẠI VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Phạm Thị Hoài An

KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG SINH
CỦA KLEBSIELLA PNEUMONIAE
TẠI VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 60 42 01 07
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. CAO HỮU NGHĨA

Thành phố Hồ Chí Minh – 2014

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công
trình nào khác.

Tác giả

Phạm Thị Hoài An


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này, em đã nhận được sự hướng dẫn, hỗ
trợ, giúp đỡ rất tận tình của các thầy cô, anh chị, gia đình và các bạn. Xin gửi lời cảm
ơn chân thành đến
Ban giám hiệu cùng thầy cô Khoa Sinh – Trường Đại học Sư Phạm Thành phố
Hồ Chí Minh đã giúp em có cơ sở lí luận và kỹ năng nghiên cứu khoa học vững chắc.
Ban Giám đốc Viện Pasteur và đặc biệt là TS. Cao Hữu Nghĩa, Trưởng khoa Xét
nghiệm Sinh học Lâm sàng - Viện Pasteur Tp. HCM đã tạo điều kiện cơ sở vật chất tốt
nhất, tận tâm hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện khóa luận.
ThS. Vũ Lê Ngọc Lan, ThS. Uông Nguyễn Đức Ninh cùng các Cô, Anh và Chị
trong Phòng Vi sinh Bệnh Phẩm, khoa Xét nghiệm Sinh học Lâm sàng - Viện Pasteur
Tp. HCM đã hết lòng chỉ dẫn, đóng góp ý kiến và cùng đồng hành, tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho em học tập, làm việc cũng như thu thập số liệu tại phòng để em có thể
thực hiện khóa luận này.
Cuối cùng, em muốn gửi lời cảm ơn đến tất cả những người thân trong gia đình,
những người đã luôn bên cạnh ủng hộ em.
Mong cho điều tốt đẹp nhất sẽ đến với mọi người.
Em xin hết lòng cảm ơn.
Tác giả

Phạm Thị Hoài An


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình - sơ đồ - biểu đồ
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................................. 1
Chương 1. TỔNG QUAN .............................................................................................................. 4
1.1. Klebsiella pneumoniae .............................................................................................4
1.1.1. Đặc điểm vi sinh học ......................................................................................4
1.1.1.1. Hình thái và cấu trúc ................................................................................4
1.1.1.2. Cấu trúc kháng nguyên .............................................................................4
1.1.1.3. Cấu trúc bộ gen.........................................................................................5
1.1.1.4. Tính chất nuôi cấy ....................................................................................5
1.1.1.5. Tính chất hóa sinh ....................................................................................6
1.1.2. Khả năng gây bệnh .........................................................................................6
1.1.2.1. Cơ chế gây bệnh .......................................................................................6
1.1.2.2. Biểu hiện lâm sàng...................................................................................6
1.1.3. Chẩn đoán vi sinh vật .....................................................................................6
1.1.4. Phòng bệnh và điều trị ....................................................................................6
1.2. Kháng sinh và cơ chế tác động của kháng sinh ........................................................7
1.2.1. Định nghĩa kháng sinh ....................................................................................7
1.2.2. Phân loại kháng sinh .......................................................................................7
1.2.2.1. Dựa vào khả năng tác dụng ......................................................................7

1.2.2.2. Dựa vào phổ tác dụng ...............................................................................8
1.2.2.3. Dựa vào nguồn gốc...................................................................................8
1.2.2.4. Dựa trên cấu trúc hóa học.........................................................................9
1.2.2.5. Dựa vào cơ chế tác dụng của kháng sinh ...............................................11


1.3. Cơ chế tác động của kháng kháng sinh ..................................................................11
1.4. Cơ chế kháng kháng sinh........................................................................................14
1.4.1. Bản chất di truyền của tính đề kháng và các phương thức chuyển tải gen...14
1.4.1.1. Đề kháng tự nhiên ..................................................................................15
1.4.1.2. Đề kháng mắc phải .................................................................................15
1.4.2. Cơ chế kháng kháng sinh ..............................................................................16
1.4.2.1. Tạo enzyme phân hủy kháng sinh làm bất hoạt kháng sinh...................17
1.4.2.2. Thay đổi tính thấm của tế bào vi khuẩn .................................................20
1.4.2.3. Thay đổi cấu trúc receptor của kháng sinh làm giảm gắn kết của kháng
sinh với điểm tiếp nhận .........................................................................21
1.4.2.4. Bơm đẩy .................................................................................................22
1.4.3. Cơ chế kháng một số nhóm kháng sinh của vi khuẩn Gram âm ..................22
1.4.3.1. Kháng Penicillin và Cephalosporin ........................................................22
1.4.3.2. Kháng Carbapenemes .............................................................................23
1.4.3.3. Kháng Aminoglycoside ..........................................................................23
1.4.3.4. Kháng Fuoroquinolones .........................................................................24
1.4.3.5. Kháng Tetracyclin ..................................................................................24
1.4.3.6. Kháng Sulfonamid..................................................................................24
1.5. Tình hình kháng kháng sinh của Klebsiella pneumoniae trên thế giới và trong
nước ......................................................................................................................25
1.5.1. Trên thế giới..................................................................................................25
1.5.1. Tại Việt Nam ................................................................................................29
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 32
2.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................32

2.1.1. Đối tượng ......................................................................................................32
2.1.2. Cỡ mẫu .........................................................................................................32
2.1.3. Thời gian nghiên cứu ....................................................................................32
2.1.4. Địa điểm thực hiện đề tài ..............................................................................33
2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................33
2.2.1. Vật liệu..........................................................................................................33
2.2.2. Phương pháp thực hiện .................................................................................36


2.2.2.1. Nuôi cấy vi khuẩn từ bệnh phẩm: đàm, mủ, máu, dịch não tủy, nước tiểu
...............................................................................................................39
2.2.2.2. Nhuộm Gram: xác định vi khuẩn Gram âm ...........................................42
2.2.2.3. Dùng các thử nghiệm sinh hóa để định danh Klebsiella pneumoniae ...43
2.2.2.4. Làm kháng sinh đồ theo phương pháp Kirby- Bauer .............................47
2.2.2.5. Thử nghiệm đĩa đôi ................................................................................50
2.2.2.6 Thử nghiệm Hodge test ...........................................................................51
2.2.2.7. Phương pháp PCR phát hiện gen kháng kháng sinh ..............................52
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .....................................................................57
3.1. Đặc tính mẫu...........................................................................................................57
3.1.1. Đặc tính về giới tính của bệnh nhân .............................................................57
3.1.2. Đặc tính về tuổi bệnh nhân ...........................................................................57
3.2. Sự phân bố vi khuẩn Klebsiella pneumoniae trong các loại bệnh phẩm................58
3.3. Khảo sát mức độ kháng kháng sinh của Klebsiella pneumoniae ...........................59
3.4. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae sinh β-lactamase phổ rộng........................................63
3.5. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae sinh carbapenemase ..................................................67
3.6. Kết quả PCR ...........................................................................................................68
3.6.1. Gen CMY-2 ..................................................................................................69
3.6.2. Gen bla OXA -1 .................................................................................................72
3.6.3. Gen bla NDM-1 .................................................................................................75
3.6.4. Gen bla IMP .....................................................................................................78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................82
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AM

Ampicilline

AMC

Amoxiclline/clavalanic acid

AN

Amikacine

BHI

Brain Heart Infusion

CA

Chocolate Agar + Polyvitex

CAZ

Caftazidime

CDC

Centers for Disease Control and Prevention - Trung tâm kiểm soát và
phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kì

CFU

Colony Forming Unit - Đơn vị tạo khuẩn lạc

CIP

Ciprofloxacine

CN

Cephalexine

CLSI

Clinical and Laboratory Standard Institute - Viện tiêu chuẩn Lâm sàng và
Xét nghiệm

CS

Colistin

CO

Columbia Agar + 5% máu cừu

ADN

Acid đeoxyribonucleic

DNT

Dịch não tủy

EPM

Etapenem

ESBL

Extended Spectrum Beta Lactamase - β - lactamase phổ rộng

EP

Nước muối sinh lý vô trùng

FT

Nitrofurantoin

I

Intermediate - Trung tâm

ISO

International Organization for Standardiazation - Tổ chức tiêu chuẩn hóa
quốc tế

IPM

Imipenem

KPC

Klebsiella pneumoniae Carbapenemase

LPS

Lipopolysaccharide

MHA

Mueller Hinton Agar


MBL

Metallo- β -lactamase

MPM

Meropenem

MEC

Mecillinam

mARN

messenger RNA

NET

Netilmicine

PBP

Penicillin-binding protein

PIP

Piperacilline

R

Resistant - Đề kháng

ARN

Acid ribonucleic

S

Susceptibility - nhạy cảm

SXT

Trimethoprim+Sulfamethoxazole

TE

Tetracyline

TSA

Tryptic Soy Agar

UDP

Uridindiphosphat

WHO

World Health Organization - Tổ chức y tế thế giới


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Lớp, phân lớp kháng sinh beta lactam……………………………………....9
Bảng 1.2. Phân loại enzyme beta-lactamase theo Ambler…………………………....18
Bảng 1.3. Phân loại enzyme β-lactamase theo Karen Bush………………………......18
Bảng 2.1. Thang điểm Barlett dùng đánh giá mẫu đàm……………………………....39
Bảng 2.2. Các đoạn mồi dùng trong PCR phát hiện gen kháng kháng sinh………......53
Bảng 2.3. Các thành phần trong phản ứng PCR…………………………………........54

Bảng 2.4. Chu trình nhiệt cho từng gen mục tiêu…………………………………......55
Bảng 3.1. Tỉ lệ nhiễm Klebsiella pneumoniae theo giới tính………………………....57
Bảng 3.2. Tỉ lệ nhiễm Klebsiella pneumoniae theo độ tuổi………………………......58
Bảng 3.3. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae phân lập từ các loại bệnh phẩm……………..59
Bảng 3.4. Tính nhạy cảm kháng sinh của Klebsiella pneumoniae…………………....60
Bảng 3.5. So sánh tỉ lệ kháng kháng sinh với các nghiên cứu trước……………….....61
Bảng 3.6. Tỷ lệ đa kháng kháng sinh của Klebsiella pneumoniae…............................63
Bảng 3.7. Kết quả của một số nghiên cứu về Klebsiella pneumoniae sinh ESBL……64
Bảng 3.8. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae sinh ESBL theo mẫu bệnh phẩm………….....64
Bảng 3.9. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae sinh ESBL kháng với các kháng sinh……….65
Bảng 3.10. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae sinh carbapenemase………………………..67
Bảng 3.11. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae sinh carbapenemase theo mẫu bệnh phẩm…67
Bảng 3.12. Kết quả PCR phát hiện 4 gen kháng kháng sinh……………………….....68
Bảng 3.13. Kết quả điện di gen CMY-2……………………………………………....70
Bảng 3.14. Kết quả điện di gen bla OXA-1 ………………………………………………71
Bảng 3.15. Kết quả điện di gen bla NDM-1 ………………………………………….......74


DANH MỤC CÁC HÌNH - SƠ ĐỒ - BIỂU ĐỒ
Trang
Hình 1.1. Klebsiella pneumoniae………………………………………………………4
Hình 1.2. Khuẩn lạc Klebsiella pneumoniae trên môi trường CA…………………….5
Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của 4 nhóm β-lactam……………………………………...9
Hình 1.4. Cơ chế tác động của kháng sinh…………………………………………....12
Hình 1.5. Các phương thức lan truyền gen đề kháng………………………………....16
Hình 1.6. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn………………………………….....17
Hình 2.1. Klebsiella pneumoniae bắt màu hồng trên phết nhuộm Gram…………......42
Hình 2.2. API định danh vi khuẩn của BIOMERIEUX – Pháp………………………46
Hình 2.3. Kết quả định danh API 20E của Klebsiella pneumoniae………………......47
Hình 2.4. Kháng sinh đồ của Klebsiella pneumoniae………………………………...50

Hình 2.5. Thử nghiệm đĩa đôi………………………………………………………...51
Hình 2.6. Thử nghiệm Hodge test……………………………………………….........52
Hình 3.1. Kết quả PCR gen CMY-2 đọc bằng máy chụp gel (GelDOc-It2 – Mỹ)…….69
Hình 3.2. Kết quả PCR gen bla OXA-1 đọc bằng máy chụp gel (GelDOc-It2 – Mỹ)…….72
Hình 3.3. Kết quả PCR gen bla NDM-1 đọc bằng máy chụp gel (GelDOc-It2 – Mỹ)…....76
Hình 3.4. Kết quả PCR gen bla IMP đọc bằng máy chụp gel (GelDOc-It2 –
Mỹ)….......79

Sơ đồ 2.1. Phương pháp nghiên cứu sự kháng kháng sinh của K. pneumoniae………37
Sơ đồ 2.2. Quy trình nuôi cấy Klebsiella pneumoniae từ bệnh phẩm: đàm, mủ, máu,
dịch não tủy, nước tiểu………………………………………………………………..38
Sơ đồ 2.3. Quy trình thử nghiệm tính nhạy cảm kháng sinh bằng kỹ thuật khoanh giấy
khuếch tán kháng sinh trên mặt thạch………………………………………………...48

Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ đề kháng kháng sinh của Klebsiella pneumoniae………………….61
Biểu đồ 3.2. Tỉ lệ Klebsiella pneumoniae sinh β-lactamase phổ rộng………………..63


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Klebsiella là một loại vi khuẩn Gram âm thường được tìm thấy trong ruột của
người (mà không gây bệnh), phân người hoặc ở đường hô hấp. Chúng xâm nhập vào
đường hô hấp (hít thở) và là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây viêm phổi,
hoặc xâm nhập vào đường máu gây nhiễm trùng máu hoặc nhiễm trùng vết thương,
nhiễm khuẩn đường tiết niệu, viêm màng não, viêm tai giữa, viêm xoang...
Ngày nay, có nhiều vi khuẩn Klebsiella đã kháng thuốc, nhất là với loại thuốc
kháng sinh carbapenem, điển hình là ổ dịch hoành hành khắp các bệnh viện ở Israel
khiến 120-200 người tử vong bắt đầu khoảng năm 2006 [65], cùng thời điểm đó tại các

bệnh viện Hàn Quốc cho thấy Klebsiella pneumoniae kháng cephalosporin thế hệ 3 là
29%. (Theo số liệu nghiên cứu KONSAR từ 2005-2007).
Tình hình kháng thuốc của Klebsiella pneumoniae không chỉ xuất hiện ở Israel
và Hàn Quốc mà còn diễn ra tại một đất nước có nền y học phát triển đó là Hoa Kì,
“dịch kháng thuốc” của Klebsiella pneumoniae do sản xuất carbapenemase (KPC)
được mô tả lần đầu tiên vào năm 1996 gây chết người liên tiếp. Kể từ đó lan rộng ra 41
tiểu bang, thường xuyên xảy ra trong một số bệnh viện ở New York và New Jersey
[63].
Riêng Việt Nam, theo kết quả tìm hiểu thực trạng sử dụng kháng sinh trong
nhiễm khuẩn bệnh viện tại các đơn vị điều trị tích cực ở một số cơ sở khám, chữa bệnh
cho thấy 4 chủng vi khuẩn phân lập được nhiều nhất là Acinetobacter spp.,
Pseudomonas spp., E.coli, Klebsiella spp. 4 chủng này đều là vi khuẩn đa kháng kháng
sinh.
Hiện nay, sự kháng thuốc của chủng vi khuẩn Klebsiella pneumoniae cực kì nguy
hiểm bởi vì bản thân loại vi khuẩn này có khả năng sinh được hai loại enzyme: β
lactamase phổ rộng và carbapenemase [15]. Các enzyme này làm biến đổi, phá hủy
cấu trúc hóa học của kháng sinh [27]. β lactamase phổ rộng có khả năng phân giải hầu
hết các loại kháng sinh thuộc nhóm β lactam đặc biệt đối với penicillins và
cephalosporins thế hệ thứ 3 [47]. Quan trọng hơn nữa là Klebsiella pneumoniae còn có
khả năng sản sinh được carbapenemase phân giải carbapenem như imipenem,


2

meropenem..., trong khi carbapenem được xem như là cứu cánh cuối cùng trong việc
lựa chọn kháng sinh để điều trị [69]. Để tránh tình trạng đa kháng trên lâm sàng, điều
cấp thiết nhất đặt ra cho chúng ta là làm thế nào để phát hiện nhanh, chính xác được vi
khuẩn Klebsiella pneumoniae sinh β lactamase phổ rộng và carbapenemase càng sớm
càng tốt giúp các bác sĩ lựa chọn kháng sinh phù hợp nhất để điều trị cho bệnh nhân.
Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Khảo sát sự kháng kháng sinh của Klebsiella

pneumoniae tại viện Pasteur Tp. Hồ Chí Minh”
2. Mục đích nghiên cứu
Xác định đặc tính kháng kháng sinh của Klebsiella pneumoniae tại Viện Pasteur
Tp. Hồ Chí Minh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Các chủng Klebsiella pneumoniae phân lập được từ các bệnh phẩm tại Viện
Pasteur Tp. Hồ Chí Minh từ 01-06/2014.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nuôi cấy, phân lập và định danh chủng Klebsiella pneumoniae.
- Khảo sát tỷ lệ nhiễm Klebsiella pneumoniae ở giới tính, các lứa tuổi, bệnh
phẩm khác nhau.
- Khảo sát tỷ lệ kháng kháng sinh của Klebsiella pneumoniae phân lập được.
- Sàng lọc các chủng Klebsiella pneumoniae sinh ESBL bằng thử nghiệm đĩa đôi,
sinh carbapenemase bằng Hodge test.
- Xác định một số gen mã hóa cho tính kháng kháng sinh của Klebsiella
pneumoniae.
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu mẫu, nuôi cấy, phân lập, định danh, làm kháng sinh đồ, sàng
lọc chủng vi khuẩn Klebsiella pneumoniae sinh carbapenemase, β-lactamases phổ
rộng, phát hiện gen kháng thuốc được thực hiện theo quy trình chuẩn của Viện Pasteur
Tp. HCM đạt chuẩn ISO 15189:2007.
- Thu mẫu bệnh phẩm: đàm, mủ, máu, dịch não tủy, nước tiểu.
- Phân lập và định danh các chủng Klebsiella pneumoniae bằng các thử nghiệm
hóa sinh hoặc API 20E.


3

- Thử nghiệm kháng sinh đồ theo phương pháp Kirby-Bauer.
- Thử nghiệm đĩa đôi, thử nghiệm Hodge test sàng lọc các chủng Klebsiella

pneumoniae sinh β-lactamases phổ rộng, carbapenemase.
- Phát hiện các gen kháng kháng sinh bằng phương pháp PCR.
6. Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài
- Dự kiến thời gian : từ 01/2014 đến tháng 06/2014.
- Địa điểm thực hiện đề tài: Khoa xét nghiệm sinh học lâm sàng, Viện Pasteur
Tp. Hồ Chí Minh.


4

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Klebsiella pneumoniae
Năm 1882, Fridlander C.Uber đầu tiên phát hiện ra Klebsiella là tác nhân gây
bệnh viêm phổi [45].
Vào năm 1884, nhà khoa học người Đan Mạch Hans Christian Gram (18531938) phát triển kỹ thuật nhuộm Gram để phân biệt các Pneumococcus với Klebsiella
pneumoniae [17].
1.1.1. Đặc điểm vi sinh học
1.1.1.1. Hình thái và cấu trúc
Giới: Bacteria
Ngành: Proteobacteria
Lớp: Gamma Proteobacteria
Bộ: Enterobacteriales
Họ: Enterobacteriaceae
Chi: Klebsiella
Loài: Klebsiella pneumoniae [90]

Hình 1.1. Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae là thành viên quan trọng nhất của chi Klebsiella trong họ
Enterobacteriaceae. Klebsiella pneumoniae là một loại trực khuẩn Gram âm, bắt màu

đậm ở hai cực, kích thước 0,5-2 µm, hình que, không có lông, không di động, có vỏ,
không sinh nha bào [75] [85].
1.1.1.2. Cấu trúc kháng nguyên
Gồm hai loại kháng nguyên trên bề mặt tế bào
+ Kháng nguyên O
Đây là kháng nguyên của vách tế bào. Kháng nguyên O bản chất là
lipopolysaccharide (LPS) một phức hợp protein, poliozid và lipid, trong đó protein làm
cho phức hợp có tính kháng nguyên, poliozid quyết định tính đặc hiệu kháng nguyên,
còn lipid quyết định các đặc tính sinh học và độc tính (nội độc tố). Kháng nguyên O
bao gồm 20 đến 40 đơn vị oligosaccharide, mỗi đơn vị oligosaccharide lại bao gồm 2
đến 8 monosaccharid khác nhau. Dựa trên sự có mặt hay thiếu hụt của kháng nguyên
O mà khuẩn lạc của vi khuẩn sẽ biểu hiện là dạng S (dạng S - Smooth: nhẵn, khuẩn lạc


5

thường nhỏ, màu trong, mặt lồi, bờ đều, bóng) hoặc R (dạng R - Rough: xù xì, khuẩn
lạc thường dẹt, bờ đều hoặc nhăn nheo, mặt xù xì, khô) khi vi khuẩn được nuôi cấy
trên đĩa thạch Agar. Kháng nguyên O không bị huỷ ở 100°C trong hai giờ hoặc trong
cồn 50% nhưng bị mất tính kháng nguyên khi xử lý bằng formol 0,5%. Người ta đã
biết có 9 serotypes khác nhau của Klebsiella pneumoniae. Kháng nguyên O có tính đặc
hiệu cao và thường được sử dụng để phân loại vi khuẩn.
+ Kháng nguyên K: là kháng nguyên vỏ có bản chất là polysaccharide, mang
tính chất đặc hiệu type với hơn 80 serotypes khác nhau. Trong đó type 1 và type 2 hay
gặp nhất trong nhiễm khuẩn đường hô hấp.
Cả hai góp phần vào khả năng gây bệnh và cơ sở hình thành serogrouping [4][6]
[72] [76].
1.1.1.3. Cấu trúc bộ gen
Bộ gen hoàn chỉnh đã được xác định vào năm 2006 tại trung tâm giải trình tự gen
tại Đại học Washington ở St Louis. Bộ gen được đặt tên là Klebsiella pneumoniae

subsp. pneumoniae MGH 78.578. Nó bao gồm một nhiễm sắc thể là 5,3 Mbp. Có năm
plasmid, pKPN3, pKPN4, pKPN5, pKPN6, và pKPN7. Tương ứng, mỗi chiều dài
plasmid là 0,18 Mbp, 0.11 Mbp, 0,089 Mbp, 0,0043 Mbp, và 0,0035 Mbp. ADN là
dạng vòng [62].
1.1.1.4. Tính chất nuôi cấy
Klebsiella pneumoniae là loài sống hiếu kỵ khí tùy nghi. Phát triển dễ dàng trên
môi trường nuôi cấy thông thường [6] [17].
- Trên thạch dinh dưỡng hay thạch máu, khuẩn lạc lầy nhầy có màu xám, kích
thước 3-4mm, dạng M, tuy nhiên vẫn có thể gặp một số khuẩn lạc dạng R.
- Trong canh thang, vi khuẩn mọc nhanh và đục đều, ở đáy ống có lắng cặn.

Hình 1.2. Khuẩn lạc Klebsiella pneumoniae trên môi trường CA


6

1.1.1.5. Tính chất hóa sinh
Lên men nhiều loại đường: glucose, lactose, saccarose. Phản ứng indol âm tính.
Phản ứng citrat dương tính. Urease dương tính. Phản ứng Red Methyl âm tính. Phản
ứng Voges-Proskauer dương tính. H 2 S âm tính [6] [17].
1.1.2. Khả năng gây bệnh
1.1.2.1. Cơ chế gây bệnh
Vi khuẩn Gram âm thường nguy hiểm hơn vì màng ngoài của chúng được bọc
bởi một nang. Nang này che các kháng nguyên làm cơ thể phát hiện tác nhân xâm lấn
khó khăn hơn. Ngoài ra, màng ngoài vi khuẩn Gram âm có chứa lipopolysaccharide,
đóng vai trò là nội độc tố và làm tăng độ nặng của phản ứng viêm, có thể gây sốc
nhiễm khuẩn [4] [6].
1.1.2.2. Biểu hiện lâm sàng
Trong những năm gần đây, Klebsiella pneumoniae đã trở thành tác nhân quan
trọng gây nhiễm khuẩn bệnh viện, gây nhiễm trùng cơ hội ở những bệnh nhân bị suy

giảm miễm dịch hoặc ở các bệnh nhân đang hồi sức hô hấp (đang dùng máy hô hấp
nhân tạo), gây nhiễm trùng đường hô hấp dưới như viêm phổi, viêm phế quản thứ
phát, nhiễm trùng máu, nhiễm trùng đường tiết niệu, đường mật, đường sinh dục, viêm
màng não, viêm xoang, viêm nội tâm mạc [4] [6].
1.1.3. Chẩn đoán vi sinh vật
Chủ yếu dựa vào chẩn đoán trực tiếp từ các bệnh phẩm khác nhau: đàm, mủ,
máu, dịch não tủy... bằng cách nuôi cấy lên các môi trường thích hợp để phân lập và
xác định vi khuẩn dựa vào hình thể, tính chất nuôi cấy đặc biệt (khuẩn lạc nhầy, dính),
tính chất sinh hóa, khả năng gây bệnh. Xác định type bằng phản ứng ngưng kết hoặc
phản ứng phình vỏ với kháng huyết thanh đặc hiệu type [4] [6].
1.1.4. Phòng bệnh và điều trị
+ Phòng bệnh
Hiện nay chưa có phương pháp phòng bệnh đặc hiệu. Thực hiện các biện pháp
phòng bệnh chung. Chủ yếu là tránh những điều kiện thuận lợi cho nhiễm trùng cơ hội
xuất hiện bằng cách nâng cao sức đề kháng của người bệnh và dự phòng tốt các nhiễm
trùng bệnh viện [4] [6].


7

+ Điều trị
Sử dụng kháng sinh để điều trị nhiễm khuẩn. Tuy nhiên Klebsiella pneumoniae
thường có sức đề kháng cao với kháng sinh. Nên cần cẩn thận, cân nhắc để lựa chọn
kháng sinh công hiệu [4] [6].
1.2. Kháng sinh và cơ chế tác động của kháng sinh
1.2.1. Định nghĩa kháng sinh
- Năm 1928, nhà khoa học Alexander Flemming người Scotland lần đầu tiên thấy
trong môi trường nuôi cấy tụ cầu vàng nếu có lẫn nấm Penicilium thì khuẩn lạc gần
nấm này sẽ không phát triển được, sau đó chất peniciline đã được chiết xuất từ nấm để
dùng trong điều trị.

- Vào năm 1941, peniciline trở thành kháng sinh đầu tiên được tìm ra và được
sản xuất để dùng trong lâm sàng. Khi đó, kháng sinh được coi là những chất do vi sinh
vật tiết ra (vi khuẩn, vi nấm), có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật khác,
từ gốc Hy Lạp là antibiotic, nghĩa là chống lại sự sống.
- Về sau, với sự phát triển của khoa học, người ta đã có thể tổng hợp, bán tổng
hợp các kháng sinh tự nhiên và nhân tạo, do đó định nghĩa kháng sinh đã thay
đổi: kháng sinh là những chất do vi sinh vật tiết ra hoặc những chất hóa học bán tổng
hợp, tổng hợp với nồng độ rất thấp có khả năng đặc hiệu kìm hãm sự phát triển hoặc
diệt được vi khuẩn. Nó có tác dụng lên vi khuẩn ở cấp độ phân tử, thường là một vị trí
quan trọng của vi khuẩn hay một phản ứng trong quá trình phát triển của vi khuẩn [3]
[14].
1.2.2. Phân loại kháng sinh
- Ngày nay con người biết được khoảng 8000 chất kháng sinh, trong đó có
khoảng 100 loại dùng trong y khoa và thú y [38].
- Có nhiều cách để phân loại kháng sinh [1] [10] [38] [73] [83].
1.2.2.1. Dựa vào khả năng tác dụng
Gồm kháng sinh diệt khuẩn, kháng sinh hãm khuẩn.
 Kháng sinh diệt khuẩn
ß-lactams: Penicillin, Ampicillin, Amoxcillin, Cephalosporin
Aminosid: Streptomycin, Gentamycin, Kanamycin, Neomycin, Spectinomycin


8

Quinolon: Flumequin, Norfloxacin, Enrofloxacin, Ciprofloxacin, Marbofloxacin
Polypeptid: Colistin, Bacitracin, Polymycin
 Kháng sinh hãm khuẩn
Tetracyclin: Tetracyclin, Oxytetracyclin, Chlotetracyclin, Doxycyclin
Macrolid: Erythromycin, Spiramycin, Tylosin, Tiamulin, Josamycin
Lincomycin, Phenicol: Chloramphenicol, Thiamphenicol, Florfenicol

Sulfamid,

Diaminopyrimidin:

Trimethoprim,

Diaveridin,

Ormethoprim,

Pyrimethamin
1.2.2.2. Dựa vào phổ tác dụng
Tùy thuộc vào phạm vi của các loại vi khuẩn mà nó ảnh hưởng người ta chia:
kháng sinh đặc hiệu, kháng sinh phổ rộng, kháng sinh phổ hẹp.
 Kháng sinh đặc hiệu là các loại kháng sinh có khả năng tác động lên một loại vi
khuẩn hay một nhóm vi khuẩn nhất định (Spectinomycin tác động lên vi khuẩn lậu).
 Các loại kháng sinh phổ rộng có hoạt tính đối với nhiều loại vi khuẩn khác
nhau, được sử dụng để điều trị nhiều loại bệnh truyền nhiễm. Nhóm này gồm:
Amoxicillin;

Carbapenems:

Imipenem,

Meropenem,

Ertapenem;

Piperacillin/tazobactam; Levofloxacin, Gatifloxacin, Moxifloxacin, Ciprofloxacin;
Streptomycin; Tetracycline; Chloramphenicol; Ticarcillin...

 Kháng sinh phổ hẹp là các loại kháng sinh chỉ tác động lên một loại vi khuẩn
gồm: Azithromycin, Clarithromycin, Clindamycin, Erythromycin, Vancomycin...
1.2.2.3. Dựa vào nguồn gốc
Gồm kháng sinh tổng hợp tự nhiên, bán tổng hợp, tổng hợp.
 Tổng hợp tự nhiên: được sản xuất và phân lập từ các sinh vật sống.
Benzylpenicilin là một penicillin tự nhiên thu được từ môi trường nuôi cấy nấm
Penicillium chrysogenum. Aztreonam (Azactam): là chất duy nhất của nhóm
Monobactam được phân lập từ Chromobacterium violacerum.
 Tổng hợp: tổng hợp nhân tạo các chất có tính kháng sinh như sulfonamides,
quinolones, oxazolidinones...
 Bán tổng hợp: biến đổi về mặt hóa học từ các hợp chất ban đầu được tìm thấy
trong tự nhiên như là beta-lactams (trong đó bao gồm penicillins được sản suất bởi


9

nấm trong chi Penicillium, cephalosporins, carbapenems)
1.2.2.4. Dựa trên cấu trúc hóa học
 Nhóm beta lactam:
Các kháng sinh β-lactam được chia thành 4 nhóm dựa theo cấu trúc hóa học:
- Các penam: vòng A có 5 cạnh bão hòa, gồm các penicilin và các chất ức chế βlactamase.
- Các cephem: vòng A có 6 cạnh không bão hòa, gồm các cephalosporin.
- Các penem: vòng A có 5 cạnh không bão hòa, gồm các imipenem, ertapenem.
- Các monobactam: không có vòng A, là kháng sinh có thể tổng hợp như
aztreonam.

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của 4 nhóm β-lactam
Phân loại kháng sinh nhóm beta lactam [17] [38]
Bảng 1.1. Lớp, phân lớp kháng sinh beta lactam
Lớp kháng sinh Phân nhóm kháng sinh

Penicillins

Kháng sinh tiêu biểu

Penicillin

Penicillin

Amino- penicillin

Ampicillin, Amoxicillin

Ureido- penicillin

Azlocillin, Mezlocillin, Piperacillin

Carboxy- penicillin

Carpenicillin, Ticarcillin


10

Penicillinase-stable

Cloxacillin, Dicloxacillin, Methicillin,

penicillins

Nafcillin, Oxacillin

Amidino penicillin

Mecillinam
Amoxicillin-clavulanic acid

β-lactam/yếu

Ampicillin-sulbactam,

tố kết hợp ức

Ceftaroline-avibactam,

chế β-

Piperacillin-tazobactam,

lactamase
Cephems(tiêm
)

Ticarcillin- clavulanic acid
Cephalosporin thế hệ I

cephalexin, cefradin, cefadroxil,
cephalophin, cephapirin…
cefaclor, cefuroxim, cetotetan,

Cephalosporin thế hệ II

cefonicid, caforanid, cefamandol,
cefprozil, cefoxitin, cefmetazol…
cefotaxim, cefixim, cefoperazon,

Cephalosporin thế hệ III

Cephalosporin thế hệ IV

Cephalosporins kháng
sự hoạt động của MRSA

ceftazidim, ceftizoxim, ceftriaxon…

cefepim, cefpirom

Ceftaronline, Ceftopiprole

Cephamycin

Cefmetazole, Cefotetan, Cefoxitin

Oxacepem

Moxalactam
Cefaclor, Cefadroxil, Cefdinir,

Cephems
(uống)

Cephalosporin

Cefditoren, Cefetamet, Cefixime,
Cefpodoxime, Cefprozil, Ceftibuten,
Cefuroxime, Cephalexin, Cephradine

Carbacepem
Monobactams
Penems

Loracarbef
Aztreonam

Carbapenem

Doripenem, Ertapenem, Imipenem,


11

Meropenem, Razupenem
Penem

Faropenem, Sulopenem

 Non-beta lactams
Nhóm aminoglycosid (aminosid): streptomycin, gentamicin, tombramycin,…
Nhóm macrolid: erythromycin, clarithromycin, spiramycin,…
Nhóm lincosamid: lincomycin, clidamycin,…
Nhóm phenicol: cloramphenicol, thiamphenicol

Nhóm tetracyclin: tetracyclin, doxycyclin
Nhóm quinolon: acid nalidixic, ciprofloxacin, ofloxacin,…
Nhóm co-trimoxazol: co trimoxazol.
Nhóm peptid: glucopeptid: vancomycin, polypeptid: polymyxin, bacitracin.
1.2.2.5. Dựa vào cơ chế tác dụng của kháng sinh
- Ức chế quá trình tổng hợp vách của vi khuẩn (vỏ) của vi khuẩn: bao gồm các
kháng sinh như: bacitracin, cephalosporin, cycloserine, penicillin, rostocetin,
vancomycin.
- Ức chế chức năng của màng tế bào: các nhóm kháng sinh gồm có colistin,
polymyxin, gentamicin...
- Ức chế quá trình sinh tổng hợp protein: là những kháng sinh như:
chloramphenical, erythromycins, lincomycins, tetracylines, aminoglycoside,...
- Ức chế quá trình tổng hợp acid nucleic: bao gồm có actinomycin, mitomycin,
nalidixic acid, novobiocin, pyrimethamine, rifampin, sulfonamides, trimethoprim.
- Thuốc ức chế chuyển hoá: cotrimoxazole.
1.3. Cơ chế tác động của kháng kháng sinh
Sau khi vào tế bào, kháng sinh được đưa tới đích tác động sẽ phát huy tác dụng
bằng cách:


12

Hình 1.4. Cơ chế tác động của kháng sinh
1.3.1. Ức chế quá trình tổng hợp vách của vi khuẩn (vỏ) của vi khuẩn
Khác với tế bào động vật, vi khuẩn có một lớp vỏ cứng bên ngoài gọi là vách tế
bào có nhiệm vụ giữ hình dạng tế bào được nguyên vẹn trước áp lực thẩm thấu cao ở
bên trong tế bào. Vách chiếm 20% trọng lượng khô của tế bào vi khuẩn Gram dương
lớn hơn Gram âm từ 3 đến 5 lần. Dưới tác dụng của thuốc kháng sinh thì sự tổng hợp
vách tế bào bị ức chế. Các vi khuẩn Gram dương biến thành dạng hình cầu không có
vách (Protoplast) còn các vi khuẩn Gram âm có vách không hoàn chỉnh (spheroplast).

Những hình thức này làm cho tế bào dễ vỡ ở môi trường có trường lực bình thường.
- Giai đoạn đầu tiên của thuốc là gắn vào các thụ thể PBPs (penicilin – binding
protein) của tế bào. Có khoảng 3 – 6 thụ thể PBP (lượng phân tử 40000 – 120000)
trong đó có một số thụ thể là những enzyme tranpeptidase. Những thụ thể khác nhau
có những áp lực khác nhau đối với một loại thuốc.
- Sau khi gắn vào một hay nhiều thụ thể thuốc sẽ phong bế enzyme tranpeptidase,
làm ngăn chặn việc tổng hợp peptidoglycan, một thành phần quan trọng của các tế bào.
Cơ chế của việc phong bế tranpeptidase tương tự với acyl – alanyl – D – alanyl, một
phân tử mà enzyme vẫn thường tác động [1] [10].
- Giai đoạn tiếp theo có liên quan đến việc hoạt hóa men tự tiêu (autolytic
enzyme) gây ra sự ly giải của tế bào ở môi trường đẳng trương (isotonic). Trong môi


13

trường ưu trương, những tế bào bị biến đổi thành protoplast hay spherolast chỉ được
bao bọc bởi một màng tế bào nên dễ vỡ.
1.3.2. Ức chế chức năng của màng tế bào
Màng sinh chất là nơi trao đổi các chất giữa tế bào vi khuẩn với môi trường bên
ngoài. Màng có tính thấm chọn lọc để kiểm soát các thành phần bên trong tế bào.
Nhưng nếu màng này bị tổn thương, các phân tử lớn và ion sẽ thoát ra ngoài nên vi
khuẩn chết. Các nhóm kháng sinh trên làm mất chức năng của màng làm cho các phân
tử có khối lượng lớn và các ion bị thoát ra ngoài. Polymyxin và các kháng sinh thuộc
loại polyen tác dụng như một chất tẩy loại cation làm xáo trộn tính thẩm thấu của
màng sinh chất khiến các ion Mg, K, Ca thoát ra khỏi tế bào [1] [10].
1.3.3. Ức chế quá trình sinh tổng hợp protein
- Cloramphenicol: Nhóm chloramphenicol gắn với tiểu phân 50S của ribosome ức
chế peptidyltransferase ngăn cản việc gắn các acid amin mới vào chuỗi polypeptide.
Có tác dụng ức chế tạo cầu peptide.
- Erythromycin giúp ngăn cản chuyển động chuyển đoạn của ribosome theo

mRNA
- Tetracyclin làm ngăn cản sự gắn kết của tARN vào phức hợp ribosome mARN
- Streptomycin làm thay đổi hình dạng 30S mã hóa trên mARN nên đọc nhầm.
- Nhóm macrolides và lincoxinamid gắn với tiểu phân 50S của ribosome làm
ngăn cản quá trình dịch mã các acid amin đầu tiên của chuỗi polypeptide.
- Aminoglycosid gắn với receptor trên tiểu phân 30S của ribosome làm cho quá
trình dịch mã không chính xác.
Vi khuẩn có những ribosome 70S, còn tế bào nhân thực lại có ribosome 80S.
Những tiểu đơn vị của mỗi loại ribosome khác nhau về chức năng và thành phần hóa
học nên kháng sinh có thể ức chế sự tổng hợp protein ở ribosome của vi khuẩn mà
không có ảnh hưởng lớn lên ribosome của tế bào chủ [1] [10].
1.3.4. Ức chế quá trình tổng hợp acid nucleic
Phần lớn những kháng sinh thuộc nhóm này ức chế hiệu quả sự tổng hợp ADN
của vi khuẩn, một số còn ngăn chặn việc tổng hợp ARN của vi khuẩn [1] [10].
- Actinomycin: ức chế hiệu quả sự tổng hợp ADN. Thuốc gắn vào ADN tạo nên


14

một phức hợp, các phức hợp này ức chế các ARN tương ứng đặc biệt là mARN.
Mitomycin gắn vào 2 chuỗi ADN ngăn cản chuỗi tách rời làm ADN không được chép.
Cả Actinomycin và Mitomycin đều ức chế vách tế bào vi khuẩn lẫn tế bào động vật
nên ít được dùng trong điều trị.
- Rifampin: Rifamin ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn bằng cách gắn chặt vào
các ARN polymerase nên ngăn chặn sự tổng hợp ARN của vi khuẩn.
- Quinolon: các quinolon và cacboxyflouroquinolon kết hợp vào ADN gyrase, ức chế tác dụng của enzyme ADN-gyrase làm cho hai mạch đơn của
ADN không thể duỗi xoắn làm ngăn cản quá trình nhân đôi của ADN.
- Các sulfonamide: đối với nhiều vi sinh vật, acid para-aminobenzoic (viết tắt là
PABA) là một chất chuyển hoá cần thiết trong quá trình tổng hợp acid folic cần thiết
để tổng hợp purin trong ADN. Sulfonamide do có cấu trúc tương tự PABA) có tác

dụng cạnh tranh PABA, hậu quả là một chất tương tự acid folic nhưng không có hoạt
tính tổng hợp acid dihydrofolic được tạo thành và ngăn cản quá trình tổng hợp acid
nucleotid của vi khuẩn.
- Trimethoprin: ức chế hydrofolic reductase, enzyme này biến đổi acid hydrofolic
thành acid tetrahydrofolic, một giai đoạn trong chuỗi phản ứng tổng hợp nhân purin
làm ức chế quá trình tạo acid nucleic.
1.3.5. Ức chế chuyển hoá
Sự phối hợp một trong các sulfonamide và trimethoprin, hai chất tác động ở hai
khâu khác nhau của một quá trình tổng hợp làm tăng rõ hoạt tính của thuốc.
Cotrimoxazole (sulfamehtoxazol và trimethoprime) là chế phẩm phối hợp hiệu quả
cùng ức chế tổng hợp các acid nucleic được dùng trong điều trị các bệnh nhiễm trùng
[1] [10].
1.4. Cơ chế kháng kháng sinh
1.4.1. Bản chất di truyền của tính đề kháng và các phương thức chuyển tải gen
Tính đề kháng kháng sinh của vi khuẩn có nguồn gốc ở gen. Các gen kháng
thuốc hiện diện trong nhiễm sắc thể (đề kháng nhiễm sắc thể), hoặc trong một yếu tố di
động như các plasmide, các yếu tố có thể chuyển vị trí hoặc integron (đề kháng ngoài
nhiễm sắc thể). Sự đề kháng có thể tự nhiên hoặc mắc phải [3] [5] [77] [87].