khảo sát sự kháng kháng sinh của các vi khuẩn gram âm đường ruột thường gặp trong bệnh viện sinh esbl

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN THỊ YẾN CHI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TÊN ĐỀ TÀI

KHẢO SÁT
SỰ KHÁNG KHÁNG SINH
CỦA CÁC VI KHUẨN GRAM ÂM ĐƯỜNG
RUỘT THƯỜNG GẶP TRONG BỆNH VIỆN
SINH ESBL
CHUYÊN NGÀNH: VI SINH HỌC
MÃ SỐ: 60 42 40

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS – TS CAO MINH NGA

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 01/ 2012


LỜI CAM ĐOAN

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

Tác giả


LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của cô PGS - TS Cao
Minh Nga trong suốt quá trình làm luận văn này.
Đồng thời, tôi cũng xin chân thành cám ơn Ban chủ nhiệm Bộ môn, các cán
bộ phòng thí nghiệm bộ môn Vi sinh trường Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí
Minh đã hỗ trợ tích cực cho tôi trong việc thực nghiệm đề tài.


MỤC LỤC
Chú thích các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình, biểu đồ
DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ ......................................................................1
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................4
1.1. Tổng quan về vi khuẩn ......................................................................................4
1.1.1. Vi khuẩn ........................................................................................................4
1.1.2. Vi khuẩn đường ruột......................................................................................4
1.1.2.1. Escherichia coli ......................................................................................6
1.1.2.2. Klebsiella ................................................................................................7
1.1.2.3. Enterobacter ...........................................................................................8
1.1.2.4. Proteus ....................................................................................................9
1.2. Các kháng sinh thuộc nhóm β-lactam ..............................................................9
1.2.1. Phân loại các kháng sinh thuộc nhóm β-lactam ..........................................10
1.2.1.1. Penicillin ...............................................................................................10
1.2.1.2. Cephalosporin .......................................................................................11
1.2.1.3. Carbapenem ..........................................................................................11
1.2.1.4. Monobactam .........................................................................................12
1.2.2. Cơ chế tác dụng ...........................................................................................12
1.3. Hiện tượng kháng kháng sinh .........................................................................13

1.3.1. Tổng quan ....................................................................................................13
1.3.2. Bản Chất di truyền và phương thức truyền tải gen .....................................14
1.3.2.1. Kháng tự nhiên......................................................................................14
1.3.2.2. Kháng mắc phải ....................................................................................14
1.3.3. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn .......................................................15
1. 4. Tổng quan về ESBL ........................................................................................17
1.4.1. Sơ lược về β-lactamase ................................................................................17
1.4.2. ESBL ...........................................................................................................20
1.4.2.1. Sơ lược về lịch sử .................................................................................20
1.4.2.2. Nguồn gốc của ESBLs ..........................................................................21
1.4.2.3. Phân loại ...............................................................................................21


1.4.2.4. Phương pháp phát hiện ESBL ..............................................................25
1.4.2.5. Tình hình trực khuẩn Gram âm đường ruột sinh ESBL .......................29
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................32
2.1. Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................32
2.2. Phương pháp chọn mẫu ...................................................................................32
2.3. Phương pháp tiến hành ...................................................................................32
2.3.1. Vật liệu ........................................................................................................32
2.3.1.1. Hóa chất ................................................................................................32
2.3.1.2. Các loại đĩa kháng sinh .........................................................................32
2.3.2. Thiết bị và dụng cụ ......................................................................................33
2.3.2.1. Thiết bị ..................................................................................................33
2.3.2.2. Dụng cụ .................................................................................................33
2.3.3. Quy trình thực hiện ......................................................................................33
2.3.3.1. Phân lập và định danh ...........................................................................34
2.3.3.2. Làm kháng sinh đồ theo phương pháp khuếch tán ...............................35
2.3.3.3. Kỹ thuật phát hiện vi khuẩn sinh ESBL ...............................................36
2.4. Xử lý số liệu .......................................................................................................36

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................37
3.1. Tỉ lệ vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp sinh ESBL ......................37
3.2. Tỷ lệ các chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp sinh ESBL ...39
3.3. Tỉ lệ kháng kháng sinh của một số chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột
thường gặp sinh ESBL ............................................................................................41
3.4. Tỷ lệ kháng kháng sinh của một số vi khuẩn Gram âm đường ruột thường
gặp không sinh ESBL..............................................................................................50
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................62
4.1. Kết luận .............................................................................................................62
4.2. Kiến nghị ...........................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................65
PHỤ LỤC ...................................................................................................................1


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AN

Amikacin

AMC

Amox - acid clavulanic

AM

Ampicillin

ASTS

Antibiotic Susceptibility Test Surveillance (Chương trình theo dõi sự

nhạy cảm kháng sinh)

ATM

Aztreonam

BHI

Brain - Heart Infusion Agar (Thạch tim - óc hầm)

CZ

Cefazolin

FEP

Cefepime

CFP

Cefoperazone

CCTX

Cefotaxime-acid clavulanic

FOX

Cefoxitin

CAZ

Ceftazidime

CCAZ

Ceftazidime – acid clavulanic

CTX

Cefotaxime

CRO

Ceftriaxone

CXM

Cefuroxime

CIP

Ciprofloxacin

CTI

Citrate

CLSI

Clinical and Laboratory Standards Institute (Viện các chuẩn mực lâm
sàng và xét nghiệm)

C

Cloramphenicol

EMB

Eosin Methylene Blue Agar

ESBL

Extended – Spectrum Beta Lactamase

GM

Getamicin

G

Glucose


IPM

Imipenem

IND

Indol

LVX

Levofloxacin

LYS

Lysine

MC

Mac Conkey Agar (Thạch Mac Conkey)

MEM

Meropenem

MR

Methyl Red

MIC

Minimum Inhibitory Concentration (Nồng độ ức chế tối thiểu)

MOT

Motility (Di động)

MHA

Mueller Hinton Agar (Thạch Mueller Hinton)

NCCLS

National Committee for Clinical Laboratory Standards

NET

Neltimicin

NA

Nutrien Agar (Môi trường dinh dưỡng)

PAD

Phenylalanine Deaminase

TZP

Piperacillin-tazobactam

Tg

Tác giả

TE

Tetracyline

Tp.

Thành phố

TCC

Titracilin acid clavuanic

TM

Tobramycin

SXT

Trimethoprim –sulfamethoxazole

TSI

Triple Suger Iron

VKDR

Vi khuẩn đường ruột

VP

Voges Proskauer

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Tính chất sinh hóa của một số loại vi khuẩn đường ruột thường gặp ........5
Bảng 1.2. Các nhân cơ bản của kháng sinh thuộc nhóm β-lactam ...........................10
Bảng 1.3. Cơ chế kháng thuốc của vi khuẩn .............................................................17
Bảng 1.4. Xếp loại β-lactamase theo chức năng ......................................................18
Bảng 1.5. Các lớp ESBL chính .................................................................................21
Bảng 1.6. Các type ESBLs CTX-M .........................................................................23
Bảng 1.7. Các type ESBL- OXA .............................................................................24
Bảng 1.8. Các loại ESBL khác ..................................................................................25
Bảng 1.9. Một số phương pháp phân tử xác định ESBL ..........................................29
Bảng 3.1. Tỉ lệ các loại vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp phân lập được 37
Bảng 3.2. Tỉ lệ các vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp sinh ESBL .............39
Bảng 3.3. Tỉ lệ kháng kháng sinh của một số chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột
thường gặp sinh ESBL ..............................................................................................42
Bảng 3. 4. So sánh tỉ lệ kháng kháng sinh của E. coli sinh ESBL với một số tác giả
nghiên cứu trước đây.................................................................................................44
Bảng 3. 5. So sánh tỉ lệ kháng kháng sinh của Klebsiella spp. sinh ESBL với một số
tác giả nghiên cứu trước đây .....................................................................................48
Bảng 3. 6. Tỉ lệ kháng kháng sinh của một số vi khuẩn Gram âm đường ruột
thường gặp không sinh ESBL ...................................................................................50
Bảng 3.7. So sánh tỉ lệ kháng kháng sinh của E. coli không sinh ESBL với các tác
giả nghiên cứu trước đây ...........................................................................................52
Bảng 3.8. Tỉ lệ kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli sinh ESBL và không sinh
ESBL .........................................................................................................................53
Bảng 3. 9. So sánh tỉ lệ kháng kháng sinh của vi khuẩn Klebsiella spp. với các tác
giả nghiên cứu trước đó.............................................................................................57
Bảng 3.10. So sánh tỉ lệ kháng kháng sinh của vi khuẩn Klebsiella spp. sinh ESBL
và không sinh ESBL..................................................................................................58

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1. Cơ chế tác động của các kháng sinh nhóm β - lactam ..............................13
Hình 1.2 : Hoạt động phân giải penicillin của penicillinase .....................................15
Hình 1.3: Cơ chế làm thay đổi thụ thể đối với thuốc ................................................16
Hình 1.4: Cơ chế thay thế con đường trao đổi chất ..................................................16
Hình 1.5 : Cơ chế bơm thuốc ra khỏi tế bào .............................................................17
Hình 1.6. Phương pháp đĩa đôi phát hiện ESBLs .....................................................27
Hình 1.7. Phương pháp đĩa kết hợp phát hiện ESBLs ..............................................27
Hình 1.8. Phương pháp E – test phát hiện ESBLs ....................................................28
Biểu đồ 1.1. Tỉ lệ vi khuẩn tiết ESBLs tại vùng Châu Á Thái Bình Dương.............30
Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp sinh ESBL ...............37
Biểu đồ 3.2. Tỉ lệ các chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp sinh ESBL
...................................................................................................................................39
Biểu đồ 3. 3. Tỉ lệ kháng kháng sinh nhóm β – lactam của E. coli sinh ESBL ........43
Biểu đồ 3.4. Tỉ lệ kháng kháng sinh khác của vi khuẩn E. coli sinh ESBL .............45
Biểu đồ 3.5. Tỉ lệ kháng kháng sinh nhóm β – lactam của Klebsiella spp. sinh ESBL
...................................................................................................................................46
Biểu đồ 3.6. Tỉ lệ kháng các kháng sinh khác của vi khuẩn Klebsiella spp. sinh
ESBL .........................................................................................................................47
Biểu đồ 3.7. Tỉ lệ kháng kháng sinh nhóm β – lactam của vi khuẩn E. coli không
sinh ESBL .................................................................................................................51
Biểu đồ 3. 8. Tỉ lệ kháng các kháng sinh khác của vi khuẩn E. coli không sinh
ESBL .........................................................................................................................52
Biểu đồ 3.9. So sánh tỉ lệ kháng kháng sinh nhóm β – lactam của vi khuẩn E. coli
sinh ESBL và không sinh ESBL ...............................................................................55
Biểu đồ 3.10 . So sánh tỉ lệ kháng các kháng sinh khác của vi khuẩn E. coli sinh
ESBL và không sinh ESBL .......................................................................................55
Biểu đồ 3.11. Tỉ kệ kháng kháng sinh nhóm β – lactam của vi khuẩn Klebsiella spp.
không sinh ESBL ......................................................................................................56

Biểu đồ 3.12. Tỉ lệ kháng kháng sinh khác của Klebsiella spp. không sinh ESBL ..57
Biểu đồ 3.13 . So sánh tỉ lệ kháng các kháng sinh nhóm β – lactam của vi khuẩn
Klebsiella spp. Sinh ESBL và không sinh ESBL......................................................59
Biểu đồ 3.14 . So sánh tỉ lệ kháng các kháng sinh khác của vi khuẩn Klebsiella spp.
sinh ESBL và không sinh ESBL ...............................................................................60


MỞ ĐẦU
“ Kháng sinh – kho vũ khí thần kì chống lại nhiễm khuẩn”. Ở những năm
đầu thế kỉ trước (thế kỉ 19 – 20) thì tuổi thọ bình quân của con người rất thấp. Ngay
cả ở những nước tiên tiến nhất thì tuổi thọ trung bình của con người cũng chỉ 40. Có
những trận dịch hầu như xóa sổ cả một vùng dân cư. Các vết thương dù nhẹ cũng bị
nhiễm trùng huyết vô phương cứu chữa. Cho đến những năm 1920, Alexander
Fleming (1881 – 1955) đã nghiên cứu và phát hiện ra Penicillin từ nấm mốc
Penicilium potatum, kháng sinh đầu tiên mở ra kỷ nguyên sử dụng kháng sinh trong
y học. Sau đó Howard Walter Florey và Ernst Boris Chain là những nhà khoa học
đầu tiên thành công trong việc tinh chế penicillin trong phòng thí nghiệm đã mở ra
một kỉ nguyên mới cho ngành công nghiệp sản suất chất kháng sinh. Năm 1945, cả
3 nhà khoa học trên được trao giải Nobel "Vì sự khám phá ra penicillin và tác động
chữa bệnh của nó đối với các bệnh nhiễm khuẩn". Từ đó trở về sau, rất nhiều loại
kháng sinh được nghiên cứu từ phòng thí nghiệm dẫn ra đến công xưởng đã giúp
con người có một vũ khí thần kì chống lại các bệnh nhiễm khuẩn.

Alexander Fleming (1881 – 1955)
“Chúng ta đang chết dần chết mòn vì kháng sinh!”. Thật vậy, lượng
kháng sinh mới tuy rất hiệu quả nhưng vẫn không đáp ứng kịp với tốc độ đề kháng


ngày càng tăng của vi khuẩn. Đặc biệt, tại các nước đang phát triển, các chủng vi
khuẩn kháng thuốc xuất hiện ngày càng nhiều. Sự phát triển khả năng kháng thuốc

ở vi khuẩn là một quá trình tự nhiên sớm muộn gì cũng xảy ra. Tuy nhiên, chính
con người đã làm cho tốc độ của quá trình đó diễn ra nhanh hơn chính do sự lạm
dụng thuốc một cách bừa bãi của mình. Tại Việt Nam, tình hình này dường như
nghiêm trọng hơn.. Bị hắt hơi, sổ mũi, ho, ...người bệnh đều có thể dễ dàng mua
thuốc ở các tiệm thuốc kể cả các thuốc kháng sinh mà không cần đơn thuốc của bác
sĩ. Tình trạng người dân tự “kê” đơn thuốc cho mình và người thân khá phổ biến ở
Việt Nam. Ngay cả bác sĩ cũng kê đơn sai, nắm bắt tâm lý mong muốn khỏi bệnh
nhanh của người bệnh, các bác sĩ, nhất là ở những phòng khám tư, đã kê các kháng
sinh liều cao, đắt tiền. Bệnh sẽ khỏi nhanh nhưng nếu sử dụng một cách bừa bãi thì
sẽ làm gia tăng tốc độ kháng thuốc . Điều đó cũng thật dễ hiểu vì sao tổ chức Y tế
Thế giới đã xếp Việt Nam vào những nước có tỉ lệ kháng thuốc kháng sinh cao nhất
thế giới.
Trong các vi khuẩn kháng thuốc hiện nay, đáng lưu ý nhất là các vi khuẩn họ
đường ruột. Phổ biến nhất là Klebsiella pneumoniae và E. coli với sự gia tăng đề
kháng qua các năm [82 ] .
K. pneumoniae (%)
ASTS program -MOH (2004)
23,7 (n = 485)
Bệnh viện Chợ Rẫy (2005)
61,7 (87/141)
Bệnh viện Việt Đức (2005)
39,3 (55/140)
Bệnh viện Bình Định (2005)
19,6 (29/148)
Bệnh viện Việt Tiệp (2005)
25,7 (09/35)
Bệnh viện Bạch Mai (2005)
20,1 (37/184)
Bệnh viện Bạch Mai (2006)
28,7 (99/347)

Bệnh viện Bạch Mai (2007)
32,5 (105/323)
Bệnh viện Bạch Mai (2008)
33,6 (85/253)

E. coli (%)
7,7(n = 548)
51,6 (145/281)
34,2(66/193)
36,2(51/141)
36,1(22/61)
18,5(28/151)
21,5(77/359)
41,2(136/330)
42,2(97/231)

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra sự đề kháng kháng sinh nhóm Cephalosporins là
do vi khuẩn sinh ra enzim β – lactamase. Đặc biệt, việc sinh enzim β – lactamase
phổ rộng (Extended – Spectrum - β – lactamase : ESBL) là một cơ chế quan trọng
trong việc giúp vi khuẩn chống lại các Penicilin, Cephalosporin thế hệ 3, 4 và


monobactam. Vì vậy, sự lựa chọn kháng sinh ban đầu hiện nay là lựa chọn các
kháng sinh phổ rộng đủ mạnh, bao phủ phần lớn các tác nhân gây bệnh. Sau khi có
kết quả kháng sinh đồ sẽ điều chỉnh lại cho phù hợp, đảm bảo tính hiệu quả, ít tốn
kém và giảm sự phơi nhiễm của các kháng sinh.
Hiện nay, tại bệnh viện 175 vẫn chưa có một nghiên cứu nào thật đầy đủ về
sự kháng kháng sinh của các vi khuẩn gây nhiễm khuẩn bệnh viện, từ đó đưa ra
phác đồ điều trị kháng sinh thích hợp, giúp kiểm soát và làm giảm tỉ lệ kháng thuốc
của các vi khuẩn này. Đặc biệt là các vi khuẩn sinh ESBL

Vì thế , đề tài “Khảo sát sự kháng kháng sinh của các vi khuẩn Gram âm
đường ruột thường gặp trong bệnh viện sinh ESBL “ được nghiên cứu với mục
tiêu:
- Khảo sát tỉ lệ vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp trong bệnh viện
sinh ESBL
- Khảo sát tỉ lệ các chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp sinh
ESBL
- Khảo sát tình hình kháng kháng sinh của các vi khuẩn trên.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đề tài được nghiên cứu trên các vi khuẩn
Gram âm đường ruột thường gặp được phân lập tại bệnh viện 175 trong thời gian
tháng 8/2009 đến tháng 8/2010.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về vi khuẩn
1.1.1. Vi khuẩn
Vi khuẩn (Bacteria) theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là cái gậy. Được hiểu
theo nghĩa rộng bao gồm các vi sinh vật thuộc ngành Bacteria. Theo nghĩa hẹp thì
không bao gồm các vi khuẩn nhầy, xạ khuẩn, xoắn thể, Ricketxi, Mycoplasma.

[7]

Vi khuẩn là nhóm các sinh vật đơn bào, kích thước nhỏ, cấu tạo tế bào
nhân sơ (Procaryote), có hình cầu (cầu khuẩn), hình que (trực khuẩn), hình xoắn
(xoắn khuẩn). [9]
1.1.2. Vi khuẩn đường ruột
- Trực khuẩn Gram âm là nhóm vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae (Họ vi
khuẩn đường ruột) có hình que, dài khoảng 1-5µm, thường có flagella, không sinh
bào tử, oxidase âm tính. Hầu hết các loài trong Enterobacteriaceae có peritrichous
type I fimbriae tham gia vào việc bám dính của tế bào vi khuẩn vào ký chủ.

[45 ]

* Vị trí phân loại:
- Giới : Bacteria
- Ngành: Proteobacteria
- Lớp: Gramma Proteobacteria
- Bộ: Enterobacteriales
- Họ: Enterobacteriaceae
Trong số các loài trực khuẩn Gram âm gây bệnh ở người thì phổ biến nhất là
Escherichia coli, Klebsiella spp., Enterobacteria spp., Proteus spp.
* Tính chất nuôi cấy

[18] :

Hầu hết có thể mọc trên môi trường nuôi cấy thông

thường. Trong môi trường lỏng có thể lắng cặn hoặc làm đục môi trường, có thể
vừa làm đục môi trường vừa có cặn ở đáy ống; cũng có thể tạo váng trên bề mặt.
Trên môi trường đặc có ba dạng khuẩn lạc:
+ Dạng S: Khuẩn lạc tròn, bờ đều, nhẵn bóng


+ Dạng R: Mặt khô, xù xì, thường gặp khi nuôi cấy giữ chủng
+ Dạng M: Khuẩn lạc nhày. Kích thước lớn hơn khuẩn lạc dạng S, các
khuẩn lạc thường có xu hướng hòa vào nhau. Hình thức phát triển này thường gặp ở
những vi khuẩn có khả năng tạo thành vỏ.
* Tính chất sinh hóa: [18]
- Di động hoặc không di động
- Lên men hoặc không lên men một số loại đường. Hai loại đường hay

được xác định nhất là glucose và lactose. Nếu vi khuẩn không lên men đường
glucose thì không thuộc họ vi khuẩn đường ruột.
- Sinh hơi hay không sinh hơi khi lên men đường
- Có hay không có một số enzym. Ba loại enzym thường được xác
định nhất là: oxidase, urease, tryptophanease (sinh indole). Trong đó nếu oxidase
dương tính thì không thuộc họ vi khuẩn đường ruột.
- Khả năng sinh sulfua hidro (H 2 S) khi dị hóa protein, acid amin hoặc
các chất dẫn có lưu huỳnh.
- Phát triển được hay không phát triển được trên một số môi trường
tổng hợp tối thiểu, trong đó, khả năng sử dụng citrate là nguồn cung cấp carbon duy
nhất có trong môi trường Simmon thường được thử nghiệm nhất.
Bảng 1.1. Tính chất sinh hóa của một số loại vi khuẩn đường ruột thường gặp
[10]

Escherichia coli
Klebsiella
pneumoniae

G GAS H 2 S MR VP IND CIT URE LYS MOT PAD
+ +
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
-

K. oxytoca
Enterobacter
aerogenes

+
+

+
+

-

-

+
+

+
-

+
+

+
-

+
+

+

-

Proteus vulgaris
P. mirabilis
Samonella
Yersinia
enterocolitica

+
+
+
+

+/+
+
-

+
+
+
-

+
+
+
+

+/-

+
+/-

-/+
+/+
-

+
+
+/-

+
+
-

+
+
+
-

+
+
-


* Kháng nguyên:
Thường có 3 loại kháng nguyên: O (thân), H (roi- flagellar) và K (vỏ
capsular).

[18]

- Kháng nguyên O: là kháng nguyên thân của vi khuẩn. Đây là thành phần
kháng nguyên của thành tế bào. Thành phần gồm: lipopolysaccarie (LPS),
lipoprotein và peptidoglycan. LPS là kháng nguyên vách chủ yếu của vi khuẩn
đường ruột chính là nội độc tố

[18] .

Kháng thể chủ yếu đối với kháng nguyên O là

IgM [45]
- Kháng nguyên H: là kháng nguyên lông của tế bào vi khuẩn nên chỉ có ở
các loài vi khuẩn có lông. Kháng nguyên H có bản chất là protein

[18]

. Kháng thể

chủ yếu đối với kháng nguyên H là IgG. Yếu tố quyết định trong kháng nguyên H là
chức năng của trình tự chuỗi acid amin trong protein flagellar (flagellin)

[45]

- Kháng nguyên K: Là kháng nguyên vỏ hoặc màng bọc nằm bên ngoài
kháng nguyên thân. Bản chất hóa học là protein hoặc polisaccharide. Nó có thể dưới
dạng một lớp vỏ dày, quan sát được dưới kính hiển vi quang học thông thường (như
ở Klebsiella) hoặc một lớp rất mỏng chỉ có thể quan sát được dưới kính hiển vi điện
tử (như ở S.typhi).
1.1.2.1. Escherichia coli

* Vị trí phân loại: Thuộc Họ: Enterobacteriaceae, Chi Escherichia, Loài: E.
coli
* Đặc điểm sinh học
E. coli có kích thước trung bình 2- 3µm x 0,5 µm; trong những điều kiện
không thích hợp (ví dụ: môi trường có kháng sinh) vi khuẩn có thể rất dài như sợi
chỉ. Rất ít chủng E. coli có vỏ, nhưng hầu hết có lông và có khả năng di động [18].
* Đặc tính sinh hóa: Lên men nhiều loại đường (glucose, lactose, mantose),
sinh gas, không sinh H 2 S, khử nitrat thành nitrit, phản ứng indole dương, MR
dương, VP âm, Citrat âm, PAD âm. [10]


* Kháng nguyên: Có các loại kháng nguyên: kháng nguyên O, kháng nguyên
K, kháng nguyên H.
* Khả năng gây bệnh

[45] :

Trong số vi khuẩn hiếu khí đường tiêu hóa, E. coli

chiếm tỷ lệ cao nhất (khoảng 80%) và sống nhiều nhất trong ruột già, nó đứng hàng
đầu trong các vi khuẩn gây tiêu chảy, viêm đường tiết niệu, viêm đường mật, nhiễm
trùng huyết. E. coli có thể gây nhiều bệnh khác như viêm phổi, viêm màng não,
nhiễm trùng vết thương.
* Mức độ kháng thuốc: E.coli thường sản xuất enzim β-lactamase thông
thường và một số chủng sinh enzim β-lactamase phổ rộng (ESBL).
1.1.2.2. Klebsiella
* Vị trí phân loại
Thuộc họ

Enterobacteriaceae, Chi Klebsiella. Gồm các loài :

Klebsiella pneumoniae, Klebsiella gramanulomatis, Klebsiella ozaenae,
Klebsilla rhinoscleromatis, Klebsiella oxytoca, Klebsiella ornitholytica,
Klebsiella planticola, Klebsiella terrigena.
Trong số các loài của chi Klebsiella thì Klebsiella pneumoniae có tầm
quan trọng nhất và được chọn làm đại diện điển hình của chi này.
* Đặc điểm sinh học

[18] :

Các vi khuẩn thuộc giống Klebsiella được phát hiện

đầu tiên vào thế kỉ 19 bởi nhà vi sinh vật học người Đức - Edwin Klebs. Chúng có
hình que, kích thước trung bình 0,3 – 1 x 0,6 – 6 µ, không có lông nên thường
không di động, có vỏ dày, kích thước có thể gấp 2 – 3 lần tế bào vi khuẩn. Vỏ của
Klebsiella có bản chất là polysaccharide được cấu tạo bởi nhiều loại
monosaccharide như: L – fructose, L – rhamnose, D – mannose, D – glucose, D –
galactose, D – glucuromic acid hoặc D- galacturomic acid, một số chủng có thêm
nhóm O – acetyl và pyruvate. Vỏ có tính ưa nước.
* Đặc tính sinh hóa

[10] :

Lên men nhiều loại đường (glucose, lactose,

mantose), sinh khí gas mạnh, không sinh H 2 S, MR âm, VP dương, phản ứng indol
âm, Citrat dương, chuyển hóa nitrat thành nitrit, PAD âm.


* Kháng nguyên

[18] :

Các loài thuộc giống Klebsiella chỉ cớ 2 loại kháng

nguyên đó là kháng nguyên O và kháng nguyên K
* Khả năng gây bệnh: Klebsiella có trong hệ vi khuẩn bình thường ở ruột
người trưởng thành, ngoài ra cũng tìm thấy trong hệ hô hấp

[63] .

Chủ yếu gây bệnh

cơ hội ở cộng đồng hoặc trong bệnh viện – là một trong những nguyên nhân gây
nhiễm trùng bệnh viện thường gặp. Trong đó, Klebsiella pneumoniae và Klebsiella
oxytoca là hai giống thường gặp nhất trong các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện
[45] .

Hầu hết các cơ quan đều có thể bị nhiễm trùng do Klebsiella. K. pneumoniae

subsp. Pneumoniae là một căn nguyên gây viêm phổi đã được nói đến từ lâu; bệnh
thường gặp ở trẻ sơ sinh; tỷ lệ tử vong rất cao nếu không được điều trị sớm. Ngoài
ra nó còn có khả năng gây nhiễm trùng huyết, viêm màng não, viêm tai giữa, viêm
xoang, viêm nhiễm khuẩn đường tiết niệu, áp xe gan, ...Thời gian nằm viện kéo dài,
sử dụng kháng sinh phổ rộng và điều trị tại các khoa săn sóc đặc biệt là các yếu tố
nguy cơ nhiễm Klebsiella. [6]
* Mức độ kháng thuốc : Cũng như các loài khác trong họ đường ruột,
Klebsiella kháng cao với ngoại cảnh và kháng sinh. Hiện nay Klebsiella spp. Là
một trong những nguyên nhân quan trọng trong nhiễm khuẩn bệnh viện và nhiễm
khuẩn mắc phải trong cộng đồng vì tính đa kháng thuốc do tiết enzim ESBL.

1.1.2.3. Enterobacter
* Vị trí phân loại [18] : Thuộc họ Enterobacteriaceae, Chi Enterobacter. Gồm
các loài : Enterobacter cloacae, E. aerogenes, E. agglomerans, E. gergoviae, E.
sakazakii, E. cowanii, E. hormaechei, E. taylorae, E. asburiae, E. intermedius, E.
amnigenus, E. dissolvens, E. kobei, E. pyrinus, E. nimipressuralis.
* Đặc điểm sinh học: [4][10] : Kích thước trung bình 0,6 – 1 x 1,2 - 3µ. Có lông
xung quanh thân và có khả năng di động. Có thể có vỏ nhưng kích thức mỏng hơn
vỏ ở Klebsiella. Hiếu khí không bắt buộc. Nhiệt độ tối ưu cho phát triển là 30oC.
* Khả năng gây bệnh: Enterobacter thường có mặt trong đất, nước và ngoài
môi trường. E. cloacae và E. aerogenes có thể là thành viên trong hệ vi khuẩn bình


thường ở ruột người và động vật. Một số loài Enterobacter có thể gây nhiễm trùng
bệnh viện, trong đó thường gặp nhất là E. cloacae, tiếp theo sau là E. aerogenes, E.
sakazakii, E. hormaechei thường gây nhiễm trùng ở trẻ sơ sinh.
* Mức độ kháng thuốc: Tương tự như Klebsiella spp.
1.1.2.4. Proteus
* Vị trí phân loại [18] : Thuộc họ Enterobacteriaceae, chi Proteus. Gồm các
loài Proteus vulgaris, P. mirabillis, P. morganii, P. rettgeri
* Đặc điểm sinh học [4][10] : Proteus có lông xung quanh thân và có khả năng
di động.
* Đặc tính sinh hóa: Lên men một số loại đường có sinh hơi. Không lên men
lactose. Có khả năng khử amin đối với phenylalamine và tryptophan (PAD dương),
Oxidase âm, phenylalanine dương, urease dương, H 2 S dương.
* Kháng nguyên

[4][10] [18] :

Có 2 loại kháng nguyên là kháng nguyên O và

kháng nguyên H.
* Khả năng gây bệnh

[4][10] :

Proteus phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có thể

phân lập được từ phân của nhiều loài động vật và từ phân của người bình thường.
Chúng là vi khuẩn gây bệnh cơ hội, chủ yếu là gây nhiễm trùng bệnh viện. Trong
các nhiễm khuẩn do chúng gây ra, nhiễm trùng đường tiết niệu chiếm tỷ lệ cao nhất.
Ngoài ra chúng có thể gây viêm tai giữa, nhiễm trùng huyết, viêm mủ vết thương.
* Mức độ kháng thuốc: Proteus còn khá nhạy cảm với các kháng sinh thuộc
nhóm β – lactamase.
1.2. Các kháng sinh thuộc nhóm β-lactam
Các kháng sinh thuộc nhóm β-lactam là một trong những nhóm kháng sinh
quan trọng nhất cả về mặt lịch sử lẫn y học. Nhóm kháng sinh này bao gồm các chất
chứa vòng β-lactam (vòng amid 4 cạnh) và có cấu trúc nhân cơ bản như trong bảng
1.2 [11] [14]


Bảng 1.2. Các nhân cơ bản của kháng sinh thuộc nhóm β-lactam
Cấu trúc hóa
Tên nhân
Kháng sinh đại diện
học chung
Nhân Penam

Ampicillin

Các penicillin tự nhiên

Amoxcillin

và bán tổng hợp

Penicillin V

Các penicillin kháng

Acid clavulanic

β-lactamase
Nhân Clavam

Các penicillin kháng

Sulbactam,

β-lactamase

tazobactam
Cefadroxil

Nhân Cephem

Cefaclor

Các cephalosporin và

Cephalexin

cephamycin

Cefixim
Ceftibulen

Nhân

Các carbapenem bán

carbapenem

tổng hợp

imipenem, meropenem

Nhân
monobactam

Aztreonam

hay β-lactam
1.2.1. Phân loại các kháng sinh thuộc nhóm β-lactam
- Theo cấu trúc hóa học các kháng sinh thuộc nhóm được chia thành 4 nhóm:
gồm Penicillin, Cephalosporin, Carbapenem, Monobactam.
1.2.1.1. Penicillin
Các penicillin có cấu tạo gồm 2 vòng β-lactam nối với vòng thiazolidin chỉ
khác nhau ở gốc R của mạch ngang.

* Các penicillin kháng β-lactamase: Điển hình là Acid clavulanic - một
kháng sinh có khả năng tác dụng lên nhiều loại vi khuẩn cả Gram dương và Gram
âm nhưng hoạt tính kháng khuẩn của chúng rất yếu. Tuy nhiên, ưu điểm của Acid
clavulanic là có hoạt tính kháng β-lactamase, đặc biệt là nó có tác dụng ức chế
mạnh các β-lactamase truyền qua plasmid gây kháng penicillin và cephalosporin.
Do đó, acid calvulanic thường được sử dụng kết hợp với các loại kháng sinh khác
để tăng hiệu quả trong việc chống lại các vi khuẩn sinh β-lactamase mạnh. Đặc biệt
là chống lại các vi khuẩn kháng penicillin và cephalosporin.
Sulbactam và tazobactam tương tự cũng là những chất kháng sinh được dùng
kết hợp với các kháng sinh khác trong việc chống lại các vi khuẩn kháng thuốc.
[4][18][14]

1.2.1.2. Cephalosporin
Các Cephalosporin là nhóm thuốc quan trọng nhất trong các thuốc kháng
sinh hiện nay. Nhóm này đứng thứ 7 trong số 10 loại thuốc được sử dụng nhiều nhất
để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn. [11][18]
Cấu trúc của các cephalosporin và cephamycin có cấu trúc gồm vòng βlactam liên kết với dị vòng dihyrothiazin (nhân cephem). Các cephamycin khác với
cephalosporin ở nhóm –OCH 3 tại vị trí C 7 (R 2 ).
1.2.1.3. Carbapenem
Carbapenem là loại kháng sinh có cấu trúc vòng β-lactam có hoạt động
kháng khuẩn rộng đặc biệt chống lại hầu hết các β-lactamase. Carbapenem được
phát triển từ Thienamycin được phát hiện ở Streptomyces cattleya vào năm 1976.
Do đó, carbapenem được coi là kháng sinh cuối cùng trong các loại thuốc chống lại
các vi khuẩn kháng thuốc.
Carbepenem có cấu trúc gần giống penicilline nhưng thay thế carbon cho
phân tử lưu huỳnh ở vị trí số 1 [11][14] .


1.2.1.4. Monobactam
Monobactam cũng là chất kháng sinh có cấu trúc vòng β-lactam mà không

có vòng thứ hai Thiazolidine 5 cạnh của nhóm penicillin, hay vòng 6 cạnh
dihydrothiazine của cephalosporin. Monobactam chỉ có tác dụng với các loại vi
khuẩn Gram âm. Được dùng rộng rãi hiện nay với tên aztreonam (Azactam)
1.2.2. Cơ chế tác dụng
- Cơ chế tác dụng chung của nhóm kháng sinh này là tác động lên thành tế
bào của vi khuẩn. Khác với tế bào nhân thực, tế bào vi khuẩn có áp suất thẩm thấu
bên trong tế bào cao hơn nên chúng có thành bao bọc bên ngoài tế bào. Thành tế
bào có cấu tạo là peptidoglycan (mucopeptit, murein) gồm nhiều chuỗi
polysaccharide thẳng dọc và những đoạn ngang penta – peptide. Polysaccharide
gồm nhiều phân tử đường chứa gốc amin: N- acetyl – glucosamine và N – acetyl –
muramic. Các β-lactam ức chế có chọn lọc sự tổng hợp thành tế bào của vi khuẩn từ
đó ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Đầu tiên β-lactam bám vào các thụ thể PBPs
(Penicillin biding proteins ). Có khoảng 3 đến 6 PBPs, một trong số đó là các enzim
transpeptidase. Sau khi các β-lactam gắn vào một hay nhiều thụ thể thì làm cho quá
trình transpeptidation bị ức chế và ngăn chặn việc tổng hợp peptidoglycan, một
thành phần quan trọng của thành tế bào [45] . Khi thiếu sự tạo thành peptidoglycan
một cách chính xác thì tế bào vi khuẩn đang sinh trưởng sẽ có một thành tế bào yếu
ớt, kém đề kháng với áp suất thẩm thấu. Màng tế bào bị phồng ra ở các phần bị yếu
đi khi nước chuyển vào tế bào và cuối cùng tế bào bị vỡ ra [18] . Giai đoạn này có liên
quan tới việc hoạt hóa các enzim tự tiêu (autolytic enzims) gây ra sự ly giải của tế
bào ở môi trường đẳng trương. Trong môi trường ưu trương những tế bào bị biến
đổi thành protoblast hay spheroblast chỉ được bao bọc bởi một màng tế bào nên rất
dễ vỡ [45][2] .


Không có beta lactam
Có beta lactam
Hình 1.1. Cơ chế tác động của các kháng sinh nhóm β - lactam
Tuy nhiên, các loại kháng sinh thuộc nhóm β-lactam chỉ ngăn cản vi khuẩn
tăng số lượng nguyên liệu thành tế bào song không có tác dụng lên phần

peptidoglycan có sẵn, nên chúng chỉ tác động lên các tế bào đang sinh trưởng hoặc
sinh sản; các tế bào nghỉ không bị ảnh hưởng. Dĩ nhiên chúng không ảnh hưởng lên
tế bào động vật và thực vật vì các loại tế bào này không mang thành tế bào chứa
peptidoglycan. [18]
1.3. Hiện tượng kháng kháng sinh
1.3.1. Tổng quan
Một vi khuẩn được gọi là đề kháng khi nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của vi
khuẩn đó cao hơn nồng độ ức chế đa số các chủng vi khuẩn khác của cùng loài đó.
Các mức độ của MIC xác định cho tính nhạy cảm, tính trung gian và tính đề kháng
đối với mỗi loài vi khuẩn được một phòng thí nghiệm độc lập xác định và được
Viện nghiên cứu các Tiêu chuẩn Phòng thí nghiệm và Lâm sàng (gọi tắt là CLSI)
cập nhật đều đặn. Thực tế, một chủng được gọi là “đề kháng” khi nồng độ KS mà vi
khuẩn có thể chịu đựng được tăng cao hơn nồng độ kháng sinh đạt được trong cơ
thể sau khi dùng thuốc.
Đôi khi, sự đề kháng với kháng sinh này lại gây ra đề kháng cho kháng sinh
khác, gọi là đề kháng chéo. Vi khuẩn được gọi là đa đề kháng (multiresistant) sau


khi có tích lũy đề kháng tự nhiên và mắc phải, chúng chỉ nhạy cảm với rất ít kháng
sinh và đề kháng với rất nhiều kháng sinh hoặc nhiều nhóm kháng sinh [46] [92]. Ví dụ
: Mối liên hệ như vậy thường gặp ở những kháng sinh có thành phần hóa học gần
giống nhau (Như Polymyxin B- Colistin, Erythromycin – Oleandomycin,...) những
cũng có thể thấy giữa những thuốc không có liên hệ hóa học (Erthromycin –
Lincomycin)[11]
Có nhiều yếu tố tham gia vào sự đề kháng của vi khuẩn đối với thuốc kháng
sinh. Có thể kể đến là các nguyên nhân như: Lạm dụng kháng sinh, gia tăng mức độ
nặng của nhiễm trùng bệnh viện, thiếu tính nhất quán trong điều trị, thời gian dùng
kháng sinh quá ngắn hoặc liều lượng thấp hơn liều điều trị, chẩn đoán nhiễm trùng
không được khẳng định, dùng kháng sinh không đủ, ...[2][70][90].
1.3.2. Bản Chất di truyền và phương thức truyền tải gen

1.3.2.1. Kháng tự nhiên
Vi khuẩn đã có tính kháng thuốc từ trước khi tiếp xúc với kháng sinh [64] Mỗi
loài hoặc mỗi giống được đặc trưng và phát họa phổ hoạt động kháng sinh riêng[2].
Các gene đề kháng là tài sản di truyền của chính vi khuẩn. Đề kháng tự nhiên là đặc
điểm có ở tất cả các chủng của cùng một loài, và được biết ngay từ lúc đầu khi
nghiên cứu xác định hoạt tính của kháng sinh và xác định phổ tác dụng của thuốc
kháng sinh[2][50].
1.3.2.2. Kháng mắc phải
- Do đột biến: Việc đột biến nhiễm sắc thể liên quan tới nhiều kháng sinh
mới. Việc xuất hiện các đột biến có tần suất thay đổi theo vi khuẩn và theo kháng
sinh. VD: 109 cho E. coli với rifampicin, 104 cho E. coloaeae cho đề kháng ổn định
không bị kiềm chế bởi cephalosporin thế hệ 3. [2][11]
- Do plasmid[2][11: Nhiều plasmid khác nhau có thể trùng hợp trong cùng một
vi khuẩn và phối hợp với một sự đề kháng nội tại dẫn đến đa đề kháng. VD: Sự đề
kháng của Staphylococci với methycillin là do vi khuẩn nhận một ADN có gen mec


A mã hóa cho một PBP mới là PBP2a không bị ức chế bởi các β-lactam. PBP2a thay
thế cho các PBP tự nhiên và có chức năng như một transpeptidase đề kháng với các
β-lactam bao gồm cả các cephalothin, carbapenem và nomobactam .
- Do transposon [2][11]: Các plasmid đề kháng có thể tiến triển in vitro do tiếp
thu hay mất đi lần lượt những đặc tính đề kháng, hệ quả của tính chất chuyển giao
được của phần lớn các gen. Các transposon là hệ quả của ADN có thể đổi chỗ các
replicon lẫn nhau (chuyển vị nội phân tử) hay tại một nơi của cùng một replicon
(chuyển vị ngoại phân tử), mặc dù không có sự tương đồng giữa các ADN mà
chúng tác dụng. Tuy nhiên, đôi khi có những vùng gián tiếp riêng.
1.3.3. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn
- Các vi khuẩn đề kháng có thể sinh ra một enzim phá hủy hoặc làm bất hoạt
thuốc. Ví dụ: β-lactamase phá vỡ các vòng β-lactam của penicillin và các phân tử
tương tự, biến nó thành dạng không hoạt động. Người ta đã xác định được trên 200

loại lactamase khác nhau. Các gen quy định chúng thường nằm trên plasmid R.
[2][4][11] [50]

Hình 1.2 : Hoạt động phân giải penicillin của penicillinase [50]
- Các tác nhân gây bệnh đề kháng có thể làm chậm hoặc ngăn ngừa sự xâm
nhập của thuốc vào tế bào. Cơ chế này thường có liên quan đến những sự thay đổi
trong cấu trúc hoặc điện tích của các protein màng tế bào chất tạo nên các kênh hay
các lỗ. Các protein này nằm trong màng ngoài của vi khuẩn Gram âm gọi là các
porin.Các protein porin bị thay đổi bắt nguồn từ những thay đổi trong các gen
nhiễm sắc thể. Ví dụ: tính đề kháng chống lại tetracillin và penicillin.


- Các thế bào đề kháng có thể làm thay đổi thụ thể đối với thuốc do vậy nó
không thể gắn vào hoặc liên kết một cách hiệu quả tới đích của nó. Dạng đề kháng
này thường gặp trong trường hợp chống lại các chất kháng trao đổi chất (như
sunfonamit) và kháng lại các thuốc (như erythromycin) cản trở sự dịch mã

[2][4][11]

[50].

Hình 1.3: Cơ chế làm thay đổi thụ thể đối với thuốc [50]
- Các tế bào đề kháng có thể làm thay đổi hóa học trao đổi chất của chúng
hoặc chúng có thể từ bỏ toàn bộ các bước trao đổi chất mẫn cảm. Chẳng hạn, một tế
bào có thể trở thành đề kháng với một loại thuốc nhờ sinh ra nhiều phân tử enizim
hơn đối với con đường trao đổi chất bị tác động. Một cách khác, các tế bào trở nên
đề kháng với các sunfonamit bằng cách từ bỏ sự tổng hợp axid folic, thay vào đó
chúng hấp thụ acid này từ ngoài môi trường [2][4][11] [50].

Hình 1.4: Cơ chế thay thế con đường trao đổi chất [50]

- Các tế bào đề kháng có thể bơm thuốc ra khỏi tế bào trước khi thuốc có thể
gây tác dụng [2][4][11] [50].