Nghiên cứu sự phân bố, mức độ kháng kháng sinh, tỷ lệ mang gen magA, rmpA ở các chủng Klebsiella pneumoniae phân lập được tại Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ÐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

HỌC VIỆN QUÂN Y

ĐÀO TUYẾT TRINH

NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ, MỨC ĐỘ KHÁNG
KHÁNG SINH, TỶ LỆ MANG GEN magA, rmpA
Ở CÁC CHỦNG Klebsiella pneumoniae PHÂN LẬP
ĐƯỢC TẠI BỆNH VIỆN BỆNH NHIỆT ĐỚI
TRUNG ƯƠNG (1/2007-12/2011)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

HÀ NỘI - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ÐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

HỌC VIỆN QUÂN Y

ĐÀO TUYẾT TRINH

NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ, MỨC ĐỘ KHÁNG
KHÁNG SINH, TỶ LỆ MANG GEN magA, rmpA
Ở CÁC CHỦNG Klebsiella pneumoniae PHÂN LẬP
ĐƯỢC TẠI BỆNH VIỆN BỆNH NHIỆT ĐỚI

TRUNG ƯƠNG (1/2007-12/2011)

Chuyên ngành: Vi sinh Y học
Mã số: 62.72.01.15
LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN LUẬN ÁN:
1. PGS.TS. Phạm Văn Ca
2. PGS.TS. Lê Thu Hồng

HÀ NỘI - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu trong đề tài luận án là một phần số liệu trong
công trình nghiên cứu có tên: “Bacterial and clinical characteristics of
severe Klebsiella pneumoniae infections at the National Hospital for
Tropical Diseases”. Kết quả công trình này là thành quả nghiên cứu của tập
thể mà tôi là một thành viên chính. Tôi đã được toàn bộ các thành viên trong
nhóm nghiên cứu đồng ý cho phép sử dụng công trình này vào trong luận án
để bảo vệ lấy bằng tiến sĩ. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực
và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả

Đào Tuyết Trinh


Lời cảm ơn
Trước tiên, tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới PGS.TS. Phạm Văn Ca và

PGS.TS. Lê Thu Hồng những người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi
trong quá trình nghiên cứu. Các Thầy, Cô đã cho tôi nhiều ý kiến hướng dẫn
quí báu, động viên và giúp đỡ tôi giải quyết những khó khăn vướng mắc trong
quá trình thực hiện luận án và tạo mọi điều kiện thuận lợi để giúp tôi hoàn
thành luận án này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Văn Kính,
PGS.TS Nguyễn Vũ Trung, PGS.TS. Heiman F.L. Wertheim, TS. Peter
Hobby, PGS.TS. Nguyen Thái Sơn tuy không trực tiếp hướng dẫn, song các
Thầy đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình làm luận án, hỗ trợ tôi về kiến
thức và kỹ thuật giúp tôi hoàn thành được nghiên cứu này.
Tôi xin gửi lời cám ơn tới Đơn vị nghiên cứu lâm sàng Đại học Oxford,
Tập thể Bộ môn vi sinh Học viện Quân y, đã luôn đồng hành cùng tôi trong
quá trình nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn các Thày cô trong Hội đồng chấm luận án các cấp, đã
đóng góp ý kiến sâu sắc và tỉ mỉ cho luận án của tôi được hoàn thiện.
Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành tới tập thể anh chị em khoa xét
nghiệm Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương, là gia đình thứ hai của tôi, các
anh chị đã luôn giúp đỡ tôi trong công việc hàng ngày, tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi trong quá trình học tập và công tác.
Tôi cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới:
Đảng uỷ, Ban giám đốc Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương, Đảng
ủy, Ban giám đốc Học viện Quân y. Phòng Đào tạo sau Đại học Học viện
Quân y cùng các phòng ban Học viện Quân y, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
giúp đỡ tôi công tác, học tập, thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận án.


Những gia đình bệnh nhân đã giúp tôi thực hiện nghiên cứu và cung cấp
cho tôi những dữ liệu vô cùng quý giá để tôi hoàn thành luận án.
Xin gửi lời cám ơn chân thành tới các anh chị em bạn bè, các cháu, đã
luôn động viên, giúp đỡ và là chỗ dựa vô cùng to lớn để tôi thực hiện và hoàn

thành luận án này.
Cuối cùng, tôi xin cám ơn tới những người thân trong gia đình, cảm ơn
Mẹ, luôn bên tôi trong những lúc khó khăn. Xin cảm ơn chồng và các con
thân yêu của tôi đã luôn sát cánh bên tôi, là nguồn động viên lớn lao để tôi có
thể vượt qua những khó khăn trong quá trình nghiên cứu.

Hà Nội, ngày......tháng......năm 2016
Tác giả

Đào Tuyết Trinh


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các biểu đồ
Danh mục các hình
ĐẶT VẤN ĐỀ
CHƯƠNG1: TỔNG QUAN

1.1. Lịch sử phát hiện và phân loại Klebsiella
1.2. Một số hiểu biết về K. pneumonia
1.2.1. Đặc điểm sinh học của K. pneumonia
1.2.2. Phân loại serotype và gen của K. pneumoniae
1.2.3. Khả năng gây bệnh của K. pneumoniae
1.2.4. Các phương pháp chẩn đoán K. pneumoniae

1.3. Tình hình nghiên cứu K. pneumoniae
1.3.1. Nghiên cứu trên thế giới về K. pneumoniae
1.3.2. Nghiên cứu trong nước về K. pneumoniae
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng
2.1.1. Tiêu chuẩn lựa chọn đối tượng
2.1.2. Tiêu chuẩn loại trừ
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.2.1. Địa điểm
2.2.2. Thời gian nghiên cứu
2.3. Vật liệu nghiên cứu
2.3.1. Môi trường, sinh phẩm và thiết bị sử dụng để nuôi cấy, định danh

1
4
4
5
5
12
16
18
23
23
29
32
32
32
32
32
32

32
32
32

K. pneumoniae và làm kháng sinh đồ
2.3.2. Sinh phẩm, hóa chất, dụng cụ và thiết bị dùng trong PCR
2.4. Phương pháp, kỹ thuật nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp nghiên cứu
2.4.2. Kỹ thuật nuôi cấy K. pneumoniae
2.4.3. Kỹ thuật phân lập vi khuẩn K. pneumoniae
2.4.4. Kỹ thuật xác định mức độ kháng thuốc của K. pneumoniae
2.4.5. Kỹ thuật PCR
2.4.6. Sơ đồ nghiên cứu

36
37
37
38
41
42
46
55


2.5. Xử lý số liệu
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Phân bố tỷ lệ K. pneumoniae ở các loại bệnh phẩm và mức độ
kháng kháng sinh của chúng
3.1.1. Phân bố tỷ lệ K. pneumoniae ở các loại bệnh phẩm
3.1.2. Kết quả về mức độ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae

phân lập được
3.2. Tỷ lệ mang gen magA, rmpA; serotype của một số các chủng

55
56
56
56
60
72

K. pneumoniae phân lập được theo bệnh phẩm
3.2.1. Tỷ lệ mang gen magA, rmpA của các chủng phân lập được theo

72

bệnh phẩm
3.2.2. Kết quả xác định serotype của các chủng K. pneumoniae phân lập

76

được theo loại bệnh phẩm
CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
4.1. Phân bố tỷ lệ phân lập K. pneumoniae ở các bệnh phẩm và mức độ

82
82

kháng kháng sinh của chúng
4.1.1. Phân bố tỷ lệ K. pneumoniae ở các loại bệnh phẩm
4.1.2. Mức độ kháng kháng sinh của chủng vi khuẩn K. pneumoniae

82
87

phân lập được
4.2. Tỷ lệ mang gen magA, rmpA; serotype của một số chủng

96

K. pneumoniae phân lập được theo bệnh phẩm
4.2.1. Tỷ lệ mang gen magA, rmpA của các chủng K. pneumoniae phân

96

lập được theo bệnh phẩm
4.2.2. Kết quả xác định serotype của các chủng K. pneumoniae phân lập

100

được theo các loại bệnh phẩm
KẾT LUẬN
KIẾN NGHỊ
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN
CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

106

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AND
API 20E

Acid Deoxyribo Nucleic
Analytical Profile Index Enterobacteriaceae

ARDS

(Tính chất sinh vật hóa học của vi khuẩn đường ruột)
Acute Respiratory Distress Syndrome

ARN
ASTS

(Hội chứng suy hô hấp cấp tính)
Acid Ribonucleic
Antibiotic Sensitivity Testing Study
(Chương trình giám sát quốc gia về tính kháng thuốc

ATCC

kháng sinh)
American Type Culture Collection
(Tên thương mại của hệ thống chủng chuẩn theo tiêu
chuẩn của Hoa Kỳ)

Bp

base pair

CFU

Colony Forming Unit

CLSI

(Số đơn vị khuẩn lạc trong 1 ml mẫu)
Clinical and Laboratory Standards Institute

CS
Dntp
ESBLs

(Viện tiêu chuẩn lâm sàng và xét nghiệm)
Cộng sự
Desoxyribonucleotide triphosphate
Extended Spectrum Beta-Lactamase

HIV

(Beta-Lactamases hoạt phổ rộng)
Human Immunodeficiency Virus

(Vi rút gây suy giảm miễn dịch ở người)
K. pneumoniae Klebsiella pneumoniae
LPS

Lipopolysaccharide

magA

mucoviscosity associated gene A
(Gen liên quan chất nhày)

MIC

Minimum Inhibitory Concentration
(Nồng độ ức chế tối thiểu)


MLST

Multilocus Sequence Typin

NKBV

Nhiễm khuẩn bệnh viện

NKH

Nhiễm khuẩn huyết

NKCĐ

Nhiễm khuẩn cộng đồng

OXA

Oxacillinases

PCR

Polymerase chain reaction

SHV-1

(Phản ứng khuếch đại chuỗi)
Sulfhydryl - Variable

SL

Số lượng

TEM

Temoniera

TL

Tỷ lệ

AMP

Ampicillin

TCC

Ticarcillin-clavulanic

CAZ

Ceftazidime

CRO

Ceftriaxone

FEP

Cefepime

ATM

Aztreonam

CIP

Ciprofloxacin

IPM

Imipenem

AMK

Amikacin

GEN

Gentamicin

TOB

Tobramycin

SXT

Trimethoprim-sulfamethoxazole

NIT

Nitrofurantoin

CHL

Chloramphenicol

TCY

Tetracycline
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

Tên bảng

Trang

1.1.

Tình hình kháng kháng sinh của K. pneumoniae ở một số nước

25

1.2.

Châu Á Thái Bình Dương
Tỷ lệ kháng kháng sinh của K. pneumoniae

30


1.3.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
3.1.
3.2.
3.3.

Tỷ lệ nhạy cảm và kháng kháng sinh của K. pneumoniae
Hóa chất dùng cho tách chiết AND
Các bước tiến hành tách chiết ADN
Hóa chất dùng cho phản ứng PCR thường
Hóa chất dùng để điện di
Phân bố tỷ lệ K. pneumoniae ở các loại bệnh phẩm khác nhau
Phân bố tỷ lệ K. pneumoniae theo nhóm tuổi và giới

Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

30
47
48
49
49
56
57
60

3.4.

được năm 2007
Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

61

3.5.

được năm 2008
Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

62

3.6.

được năm 2009
Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

63

3.7.

được năm 2010
Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

64

3.8.

được năm 2011
Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

65

3.9.

được trong bệnh phẩm đờm từ năm 2007 đến 2011
Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

66

được trong bệnh phẩm máu từ năm 2007 đến 2011
Bảng

Tên bảng

Trang

3.10. Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

67

được trong bệnh phẩm mủ từ năm 2007 đến 2011
3.11. Tỷ lệ kháng kháng sinh của các chủng K. pneumoniae phân lập

68

được từ năm 2007 đến 2011
3.12. Tỷ lệ sinh ESBL của các chủng K. pneumoniae phân lập được
3.13. Tỷ lệ K. pneumoniae theo số kháng sinh bị kháng
3.14. Tỷ lệ mang gen magA, rmpA của các chủng K. pneumoniae

70
71
72

phân lập được
3.15. Tỷ lệ mang gen magA của các chủng K. pneumoniae phân lập
được theo các loại bệnh phẩm
3.16. Tỷ lệ mang gen rmpA của các chủng K. pneumoniae phân lập
được trong các mẫu bệnh phẩm
3.17. Tỷ lệ xác định serotype của các chủng K. pneumoniae

74
75
76

3.18. Tỷ lệ xác định serotype K1 trong các mẫu bệnh phẩm
3.19. Tỷ lệ xác định serotype K2 theo các mẫu bệnh phẩm

80
81


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ

3.1.
3.2.
3.3.
3.4.

Tên biểu đồ

Phân bố tỷ lệ K. pneumoniae theo giới
Phân bố tỷ lệ phân lập K. pneumoniae theo nhóm tuổi
Phân bố tỷ lệ phân lập K. pneumoniae theo năm
Tỷ lệ kháng kháng sinh của chủng K. pneumoniae phân lập
được từ năm 2007 đến 2011

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

57
58
59

69


Hình

Tên hình

Trang

1.1.

Bản đồ bộ gen của nhiễm sắc thể của chủng K. pneumoniae

13

1.2.
2.1.

NTUH - K2044 và plasmid
Các chu kỳ của phản ứng PCR
Độ nhày của khuẩn lạc Klebsiella pneumoniae trên môi trường

23
42

3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.

3.6.

thạch máu
Kết quả điện di của gen rmpA
Kết quả điện di của serotype K1
Kết quả điện di của serotype K2
Kết quả điện di của serotype K20
Kết quả điện di của serotype K54
Kết quả điện di của serotype K57

73
77
78
79
79
80


15
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học và ứng dụng những thành tựu
kỹ thuật mới vào y học đã giúp khống chế nhiều loại bệnh nhưng bệnh nhiễm
khuẩn vẫn có chiều hướng gia tăng. Hàng năm, tỷ lệ mắc bệnh và tử vong do
các căn nguyên vi khuẩn còn cao, điển hình là các trường hợp nhiễm khuẩn do
các vi khuẩn Gram âm [55], [80]. Một trong các căn nguyên đó là Klebsiella
pneumoniae. Loài vi khuẩn này là một vi sinh vật cơ hội gây ra các bệnh
nghiêm trọng như nhiễm trùng huyết, viêm phổi, nhiễm trùng đường tiết niệu,
bệnh phổi mạn tính và nhiễm khuẩn bệnh viện, nhiễm trùng ở những bệnh nhân
suy giảm miễn dịch và gây tỷ lệ tử vong tương đối cao [58].
Hàng năm loài vi khuẩn này gây ra 66% các trường hợp viêm phổi ở

người già (mắc phải tại cộng đồng) ở Mỹ, 15 - 40% tại Malaysia và Nhật Bản
[80]. Ở Đài Loan, Hàn Quốc, Ấn Độ và Thái Lan Klebsiella pneumoniae là
nguyên nhân gây nên 50% các trường hợp áp xe gan và nhiễm khuẩn huyết ở
những người nghiện rượu, đái tháo đường với tỷ lệ tử vong dao động từ 50 đến
100% [53], [80].
Việc phát minh ra kháng sinh đã làm thay đổi mang tính cách mạng
trong điều trị các bệnh lý nhiễm trùng, vào năm 1929 Fleming phát hiện một
hoạt chất do nấm Penicillium notatum tiết ra có khả năng diệt Staphylococcus
aureus ở bệnh viện Saint Marie [4]. Năm 1940, nhóm các nhà khoa học ở đại
học Oxford đã tinh chế được penicillin và mở ra kỷ nguyên dùng kháng sinh
để điều trị các bệnh nhiễm trùng. Hiện nay có trên 4.000 kháng sinh tiết ra từ
nấm và vi khuẩn, hơn 30.000 kháng sinh bán tổng hợp và trên 100 loại kháng
sinh được dùng trong y học [9]. Tuy nhiên, trong thực tế do việc sử dụng kháng
sinh tràn lan trong những thập kỷ vừa qua đã dẫn đến sự xuất hiện nhiều chủng
vi khuẩn kháng kháng sinh và đa kháng kháng sinh, gây nên một mối nguy cơ
cho y tế toàn cầu phải đối mặt với sự thất bại trong việc điều trị các bệnh nhiễm


16
trùng. Trong số các loài vi khuẩn có khả năng kháng thuốc kháng sinh thì
Klebsiella pneumoniae cũng đã được nhiều nghiên cứu đề cập đến. Mức độ
kháng kháng sinh của Klebsiella pneumoniae cũng thay đổi theo từng quốc gia
và khu vực địa lý.
Ở Việt Nam, theo số liệu thống kê của chương trình giám sát quốc gia về
tính kháng thuốc kháng sinh ASTS (Antibiotic Sensitivity Testing Study): tỷ lệ
Klebsiella đề kháng các kháng sinh thuộc phân nhóm cephalosporin là hơn
30% (năm 1999) và tăng lên hơn 50% (năm 2004). Trên 99% các chủng vi
khuẩn này còn nhạy cảm với imipenem [9], [10]. Việc xác định căn nguyên gây
nhiễm khuẩn nói chung và Klebsiella pneumoniae nói riêng cũng như xác định
độ nhạy cảm của vi khuẩn với thuốc kháng sinh là việc làm cần thiết giúp các

thầy thuốc lâm sàng có phương hướng sử dụng kháng sinh hợp lý, góp phần
làm giảm tỷ lệ tử vong, giảm chi phí điều trị [3], [4].
Bên cạnh những nghiên cứu xác định tỷ lệ gây nhiễm khuẩn và mức độ
kháng thuốc kháng sinh của Klebsiella pneumoniae thì ngay từ năm 1980, đã
có nghiên cứu về một số yếu tố độc lực như độ bám dính, kháng nguyên O và
yếu tố vỏ có liên quan đến bệnh sinh của loài vi khuẩn này [60]. Nghiên cứu
của tác giả Alyssa S. S. cho biết những chủng Klebsiella pneumoniae mang
kháng nguyên vỏ K1 thường có độc tính cao [31].
Năm 2007, tác giả Fang C.T., Kuo-Ming Y. và cộng sự đã nghiên cứu
bệnh sinh của áp xe gan và nhận thấy căn nguyên gây áp xe gan có liên quan
đến vai trò của Klebsiella pneumoniae thuộc serotype K1 và K2 [50], [67].
Serotype K2 thường gặp ở những chủng vi khuẩn phân lập được từ bệnh nhân
viêm phổi, nhiễm trùng đường tiết niệu và nhiễm khuẩn huyết [58]. Nghiên cứu
của Wen-Liang Y. và cộng sự cũng cho biết, những chủng Klebsiella
pneumoniae có kháng nguyên vỏ, mang gen magA, và rmpA thường gây áp xe
gan vì gen magA mang đặc trưng kiểu hình và độ nhày của vi khuẩn, làm tăng
khả năng kháng thực bào và khả năng gây bệnh của vi khuẩn [58]. Gen rmpA


17
được biết đến với vai trò trong việc tổng hợp polysaccharide ngoại bào liên
quan đến chất nhầy của Klebsiella pneumoniae [58], [100].
Ở Việt Nam, các nghiên cứu trong nước đa số mới chỉ tập trung vào việc
xác định kiểu hình và mức độ kháng thuốc kháng sinh của Klebsiella
pneumoniae mà chưa có nghiên cứu nào tìm hiểu về gen và serotype của loài vi
khuẩn này.
Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương hàng năm tiếp nhận số lượng lớn
bệnh nhân vào viện với bệnh cảnh lâm sàng thường đa dạng và nặng, trong đó
có một số lượng tương đối nhiều bệnh nhân bị nhiễm khuẩn do Klebsiella
pneumoniae.

Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên, với mong muốn góp phần đáp ứng
yêu cầu nâng cao chất lượng chẩn đoán và điều trị bệnh do Klebsiella
pneumoniae gây nên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài luận án:
Nghiên cứu sự phân bố, mức độ kháng kháng sinh, tỷ lệ mang gen magA,
rmpA ở các chủng Klebsiella pneumoniae phân lập được tại Bệnh viện Bệnh
Nhiệt đới Trung ương (1/2007-12/2011), với 2 mục tiêu sau:
- Xác định sự phân bố tỷ lệ Klebsiella pneumoniae ở các bệnh phẩm và
mức độ kháng kháng sinh của chúng.
- Xác định tỷ lệ mang gen magA, rmpA; Serotype của một số chủng
Klebsiella pneumoniae phân lập được theo bệnh phẩm.


18
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. LỊCH SỬ PHÁT HIỆN VÀ PHÂN LOẠI KLEBSIELLA
Nhờ kỹ thuật nhuộm Gram của nhà khoa học người Đan Mạch là Hans
Christina Gram phát minh năm 1884 mà có thể phân biệt được Klebsiella và
Streptococcus pneumoniae. Klebsiella là một trong những chi quan trọng thuộc
họ vi khuẩn đường ruột, được đặt theo tên của nhà vi khuẩn học người Đức là
Edwin Klebs (1834 - 1913) [80].
Chi Klebssiella gồm các loài: K. pneumoniae, K. aerogenes, K. ozaenae,
K. rhinoscleromatis, K. gramanulomatis, K. oxytoca, K. ornitholytica, K.
planticola và K. terrigena [16], [80]. Sự tương đồng về cấu trúc ADN đã cho
phép xếp 4 loài K. pneumoniae, K. aerogenes, K. ozaenae, K. rhinoscleromatis
thành các loài phụ (subspecies) thuộc loài K. pneumoniae. Ba loài K.
ornitholytica, K. planticola và K. terrigena được xếp vào một chi mới là
Raoultella [16].
Klebsiella có trong hệ vi khuẩn bình thường ở ruột người trưởng thành,
với số lượng nhỏ, có thể gặp ở đường hô hấp trên. Klebsiella cũng là thành viên

của hệ vi khuẩn bình thường ở nhiều loài động vật và phân bố rộng rãi ngoài
môi trường.
Nguồn lây nhiễm Klebsiella chủ yếu từ đường tiêu hóa, có thể từ họng,
da (đặc biệt vùng da gần đáy chậu có nhiều vi khuẩn). Vi khuẩn có thể xâm
nhập vào cơ thể qua nhiều đường khác nhau như qua dụng cụ phẫu thuật, ống
dẫn lưu, qua bàn tay nhân viên y tế, qua thức ăn bị ô nhiễm.
Klebsiella là loài vi khuẩn gây bệnh cơ hội, ở cộng đồng hoặc trong bệnh
viện, là một trong số các căn nguyên thường gây nhiễm khuẩn bệnh viện
(NKBV). Trong số các loài thuộc chi Klebsiella, Klebsiella pneumoniae (K.
pneumoniae) là loài gây bệnh điển hình và quan trọng nhất. Căn cứ vào kháng


19
nguyên O, K. pneumoniae được chia thành 9 nhóm, trong đó nhóm O1 là hay
gặp nhất. Dựa vào cấu trúc vỏ của K. pneumoniae, người ta chia thành 77
serotype [80]. Hầu hết các cơ quan trong cơ thể đều có thể bị nhiễm trùng do
K. pneumoniae, điển hình là bệnh viêm phổi, nhiễm khuẩn huyết (NKH), viêm
màng não, áp xe gan, nhiễm khuẩn đường tiết niệu,... [15], [16], [53].
1.2. MỘT SỐ HIỂU BIẾT VỀ K. PNEUMONIAE
1.2.1. Đặc điểm sinh học của K. pneumoniae
1.2.1.1. Hình thể
K. pneumoniae là trực khuẩn Gram âm, trên tiêu bản nhuộm Gram, vi
khuẩn thường đứng thành từng đôi. K. pneumoniae có kích thước 0,3 - 1 x 0,6
- 6 µm, không có lông nên không có khả năng di động và không sinh nha bào.
Vi khuẩn có nhiều pili, đây là thành phần quan trọng tham gia vào độc lực của
K. pneumoniae.
K. pneumoniae có vỏ dày, kích thước có thể gấp 2 - 3 lần tế bào vi khuẩn.
Vỏ có bản chất là polysacharide [15].
1.2.1.2. Kháng nguyên
K. pneumoniae có kháng nguyên O và kháng nguyên K.

Kháng nguyên O bản chất là LPS (lipopolysaccharide) là kháng nguyên
thân của vi khuẩn, mang tính đặc hiệu nhóm. LPS là một phức hợp protein,
poliosid và lipid, trong đó protein làm cho phức hợp có tính kháng nguyên,
poliosid quyết định tính đặc hiệu kháng nguyên còn lipid quyết định tính độc.
Kháng nguyên O không bị phá hủy ở 100 oC trong 2 giờ nhưng bị mất tính
kháng nguyên khi bị xử lý bằng Formol 0,5%. Dựa vào kháng nguyên O, K.
pneumoniae được chia thành 9 nhóm [80].
Kháng nguyên K (bản chất là polysaccharide) - là kháng nguyên vỏ hoặc
kháng nguyên bề mặt mang tính đặc hiệu type. Kháng nguyên K có tác dụng


20
giúp vi khuẩn tránh được tế bào thực bào. Kháng nguyên K nằm ở bên ngoài
kháng nguyên thân O sẽ ngăn không cho kháng thể kháng lại kháng nguyên O
gắn với các quyết định kháng nguyên, làm cho hiện tượng ngưng kết kháng
nguyên O không xảy ra. Dựa vào cấu trúc kháng nguyên K của K. pneumoniae
người ta chia thành 77 serotype huyết thanh. Do vậy, muốn phát hiện được
kháng nguyên O cần phải phá hủy kháng nguyên K bằng cách xử lý ở 100 0C/20
phút [48], [80].
1.2.1.3. Các yếu tố độc lực
K. pneumoniae có trong đường hô hấp và đường tiêu hóa của khoảng
5% người bình thường, loài vi khuẩn này cũng là thành viên của hệ vi khuẩn
bình thường ở nhiều loài động vật và phân bố rộng ngoài môi trường. K.
pneumoniae là loài vi khuẩn gây bệnh cơ hội, ở cộng đồng hoặc trong bệnh
viện, là một trong số các căn nguyên gây nhiễm trùng bệnh viện. K.
pneumoniae với nhiều yếu tố độc lực tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâm
nhập, lan truyền và gây bệnh [15], [53], [93].
* Bám và xâm nhập
+ Bám (adherence):
Bám là bước đầu tiên để vi sinh vật có thể xâm nhập vào cơ thể gây

nhiễm trùng. Quá trình bám gồm 2 bước: giai đoạn đầu là bám không đặc hiệu
hay bám có thể đảo ngược. Giai đoạn thứ 2 là bám đặc hiệu hay bám không thể
đảo ngược. Cơ chế bám đặc hiệu cần có sự tham gia của hai thành phần là thụ
thể và yếu tố bám (adhesin, ligand). Các thụ thể đặc hiệu này có thể là
glycoprotein hoặc glycolipid. K. pneumoniae bám vào niêm mạc đường hô hấp
và đường tiết niệu nhờ các thành phần cấu trúc ở trên bề mặt tế bào vi khuẩn là
pili (fimbriae) và một yếu tố kết dính có khả năng ức chế mannose [48], [59].
+ Xâm nhập (invasion):


21
Sau khi bám, K. pneumoniae có thể xâm nhập vào tế bào, khoảng giữa
các tế bào hoặc mô của cơ thể. Sự xâm nhập của vi khuẩn có vai trò tham gia
của các chất ngoại bào do chúng sản xuất ra, còn gọi là các invasin (bản chất là
protein hay enzym) [59].
* Vỏ
Vỏ glycocalyx bản chất polysaccharide, giúp vi khuẩn bám, không bị đào
thải ra ngoài và có thể tránh được tác động của thực bào do có khả năng ngăn
cản tế bào thực bào bám, ức chế sinh C3 convertase và C3b của bổ thể, hoặc che
phủ C3b làm cho tế bào thực bào không nhận ra. Với lớp vỏ dày (kích thước có
thể gấp 2 - 3 lần tế bào vi khuẩn) nên K. pneumoniae có độc lực cao hơn các loài
có vỏ mỏng [15], [27], [80].
* Nội độc tố
Nội độc tố chính là LPS (lipopolysaccharide), LPS gồm 3 phần: phần lõi
(core), chuỗi bên đặc hiệu O mang tính kháng nguyên đặc hiệu type và lipid A
chịu trách nhiệm độc tính.
Cơ chế tác động của nội độc tố LPS: LPS được giải phóng ra từ màng
ngoài của vách tế bào vi khuẩn, vào máu gắn với protein tạo thành phức hợp.
Gây nên nhiều hội chứng: hội chứng đáp ứng viêm quá mức, hội chứng hô hấp
cấp, sốc nhiễm khuẩn huyết Gram âm hay sốc nội độc tố, suy đa tạng và tử

vong. Tổn thương do LPS trong nhiễm khuẩn do K. pneumoniae hay gặp là
nhiễm khuẩn huyết, viêm phổi, viêm màng não, áp xe gan, nhiễm khuẩn đường
tiết niệu,... [15].
* Độc tố ruột
Độc tố ruột do K. pneumoniae tiết ra có bản chất là protein, ổn định với
nhiệt và acid. Độc tố ruột làm tan hồng cầu người, có thể làm tăng tính thấm
của mao mạch. Ngoài ra, độc tố ruột làm tăng nồng độ đường, cholesterol,


22
alkaline phosphatase và acid photphat trong máu. K. pneumoniae có khả năng
sinh hai loại độc tố ruột (chịu nhiệt và không chịu nhiệt) [35], [66].
* Khả năng cạnh tranh sử dụng sắt
K. pneumoniae có khả năng cạnh tranh sử dụng sắt với cơ thể chủ và với
vi khuẩn khác nhờ enterochelin (phenolte siderophore) và aerobactin
(hydroxamate siderphore) [15], [59], [80].
* Bacteriocin
K. pneumoniae có khả năng sinh bacteriocin có tác dụng ức chế một số vi
khuẩn khác (do sự tạo thành các kênh làm thay đổi tính thấm của màng tế bào) và
cảm ứng quá trình chết theo chương trình của các tế bào chủ [15], [41].
Tóm lại, sự hủy hoại mô, tổ chức trong nhiễm trùng K. pneumoniae do
tác động tổng hợp của các yếu tố độc lực, bao gồm yếu tố bám và xâm nhập,
độc tố, vỏ của vi khuẩn…
1.2.1.4. Cơ chế đề kháng kháng sinh của K. pneumoniae
Cơ chế đề kháng kháng sinh của K. pneumoniae về cơ bản cũng giống cơ
chế đề kháng kháng sinh của các trực khuẩn Gram âm.
* Tạo ra các enzym
+ Tạo ra các enzym làm biến đổi hoặc phá huỷ cấu trúc của phân tử kháng
sinh làm kháng sinh mất tác dụng. Những enzym này có thể nằm ở thành tế
bào, bảo vệ sự vững chắc của tế bào. Ví dụ penicillinase phá huỷ penicillin, βlactamase thuỷ phân nhóm β-lactam… Người ta đã tìm thấy hơn 20 loại enzym

phá huỷ kháng sinh nhóm β- lactam và 17 enzym phá huỷ kháng sinh nhóm
aminosid. Sản sinh ra β-lactamase là cơ chế chủ đạo của sự đề kháng. Những
enzym này có tác dụng thuỷ phân các phân tử có vòng β-lactam, do đó gây bất
hoạt kháng sinh [71], [81].
+ Các enzym do gen đề kháng tạo ra có thể:


23
- Biến đổi cấu trúc hoá học của phân tử kháng sinh làm kháng sinh mất tác
dụng (ví dụ acetyl hoá hoặc phospho hoá hay adenyl hoá các aminosid hoặc
chloramphenicol);
- Phá huỷ cấu trúc hoá học của phân tử kháng sinh (ví dụ β-lactamase làm
cho các kháng sinh nhóm β-lactam mất tác dụng);
- Vi khuẩn tăng tổng hợp các enzym chuyển hoá tế bào để bù lại lượng
enzym đã bị kháng sinh tác động. Ví dụ tăng tổng hợp enzym transferase. Cơ
chế kháng thuốc này chủ yếu hình thành đối với chloramphenicol, penicillin,
ampicillin và cephalosporin.
Trong hơn 20 năm của cuối thế kỷ trước, rất nhiều kháng sinh mới thuộc
nhóm β- lactam đã được đưa vào sử dụng và vi khuẩn đã kháng lại nhóm kháng
sinh này do tác dụng thuỷ phân của các β- lactamases. Có thể do áp lực chọn
lọc của việc sử dụng kháng sinh và sự lạm dụng kháng sinh trong điều trị đã
dẫn đến sự chọn lọc những β- lactamases khác nhau. Một trong những nhóm
kháng sinh mới là cephalosporins được đưa vào sử dụng rộng rãi để điều trị các
bệnh nhiễm khuẩn nặng do vi khuẩn Gram âm (trong đó có K. pneumoniae) vào
những năm 1980 cũng bị đề kháng với tỷ lệ ngày càng gia tăng [57], [89], [78].

β- lactamase do gen mã hoá nằm trên plasmid ở vi khuẩn Gram âm đầu
tiên được mô tả là TEM-1 vào thập kỷ 60. Enzym này được tìm thấy ở một
chủng E. coli phân lập được trong máu của một bệnh nhân người Hy Lạp tên là
Temoniera nên được gọi là TEM [89], [78]. Qua trung gian plasmid và

transposon, TEM-1 lan truyền sang các loài vi khuẩn khác, và hiện nay người
ta tìm thấy ở nhiều loài vi khuẩn khác nhau thuộc họ Enterobacteriaceae,
Pseudomonas aeruginosa….
Năm 1983, các nhà khoa học báo cáo về plasmid-trung gian betalactamase có khả năng thủy phân cephalosporin phổ rộng được gọi betalactamase hoạt phổ rộng (ESBLs - Extended Spectrum Beta - Lactamases).


24
ESBLs là các β - lactamases có khả năng đề kháng các penicillin, các
cephalosporin thế hệ I, thế hệ II, thế hệ III và aztreonam do chúng có khả năng
ly giải các kháng sinh này; ESBLs này thường không tác động tới hoạt tính của
cephamycins (cefoxitin, cefotetan, moxalactam) hoặc carbapenem (imipenem,
meropenem) và bị ức chế bởi các chất ức chế β - lactamase như clavulanic
acid, sulbactam hay tazobactam [45], [57], [92].
ESBLs là các β- lactamase được mã hóa trên plasmid có nguồn gốc từ các
enzym TEM-1 hay TEM-2, OXA và SHV-1. β-lactamase thường được tìm thấy
ở K. pneumoniae là SHV-1. Gen mã hoá cho SHV-1 nằm trên nhiễm sắc thể ở
K. pneumoniae [45], [92].
Cùng với việc phát hiện ESBLs thì carbapenems là lựa chọn điều trị các
bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng gây ra bởi vi khuẩn sinh ESBLs. Năm 1994, ở
Nhật Bản báo cáo Metallo-beta-lactamase có khả năng thủy phân carbapenems.
K. pneumoniae sinh carbapenemase (KPCs), KPCs được mã hóa bởi các gen
blaKPC nhờ một transposon Tn3, Tn440. Đây là một yếu tố di truyền có khả năng
chèn vào plasmid đa dạng của vi khuẩn Gram âm trong đó có K. pneumoniae.
Hơn nữa, gen blaKPC nằm trên plasmid nên khả năng lan truyền tính kháng
kháng sinh rất nhanh và còn có thể cộng hợp với các gen kháng khác trên plamid
làm cho những chủng mang gen này có tính đa kháng mạnh hơn. Plasmid mang
blaKPC cũng thường kết hợp với các yếu tố quyết định sức đề kháng đối với các
kháng sinh khác. Đến năm 2001, K. pneumoniae sinh carbapenemases được báo
cáo ở Bắc Carolina. KPCs mang tính kháng carbapenem dẫn đến những thách
thức trong việc kiểm soát nhiễm khuẩn gây ra bởi loài vi khuẩn này và làm cho thầy

thuốc lâm sàng gặp nhiều khó khăn trong điều trị K. pneumoniae [45], [84], [92].

* Làm giảm tính thấm của màng nguyên tương
Vi khuẩn giảm mức độ thấm thuốc qua thành tế bào hoặc giảm tính


25
thấm của màng nguyên tương hoặc làm mất hệ thống vận chuyển qua màng (ví
dụ kháng aminosid). Khi nghiên cứu ở một số loài trực khuẩn Gram âm người
ta thấy ở thành tế bào có cấu trúc đặc biệt hình ống (cấu trúc porin), những đột
biến tại các kênh dẫn - porin cũng ảnh hưởng và tác động tới nhiều họ kháng
sinh, làm cho kháng sinh không lọt vào trong tế bào. K. pneumoniae có màng
ngoài chống lại khả năng thấm của những kháng sinh ưa nước. Một trong
những cơ chế thấm của các kháng sinh nhóm β-lactam được thực hiện qua các
kênh vận chuyển (porin), nên khi có sự thay đổi cấu trúc hình ống porin của K.
pneumoniae thì kháng sinh β-lactam không lọt được vào bên trong tế bào vi
khuẩn. Do K. pneumoniae sản xuất vượt mức một loại beta-lactamase không
phải carbapenemase như AmpC cephalosporinase hoặc ESBL kết hợp với việc
giảm tính thấm màng ngoài do mất hoặc thay thế kênh porin làm chặn cổng vào
của kháng sinh. Ở K. pneumoniae kênh porin màng OmpK35 và OmpK36 giữ
vai trò quan trọng, sự thiếu hay thay thế một trong hai protein này đều tham gia
vào khả năng kháng carbapenem [71], [76].
Việc bất hoạt các aminosid bởi những enzym làm thay đổi chúng là cơ
chế chính: những enzym này làm bất hoạt kháng sinh do thay thế những gốc –
OH bằng những gốc phosphoryl, adenyl, acetyl. Chúng được mã hoá bởi các
plasmid hay các transposon; nhưng cũng đã có những enzym mã hoá bởi gen
nằm trên nhiễm sắc thể được mô tả. Những enzym này được gọi là
aminoglycosid acetyltransferase (AAC) mã hóa bởi cùng plasmid như ESBL,
hay aminoglycosid phosphotransferase (APH) chúng xúc tác những phản ứng
khác nhau. Những enzym này khu trú ở ngoài màng bào tương của vi khuẩn K.

pneumoniae và sự thay đổi sinh hoá của aminosid làm giảm sự vận chuyển vào
trong tế bào và mất khả năng ức chế việc tổng hợp protein của vi khuẩn. Những
chủng K. pneumoniae sinh AAC và APH sẽ có khả năng đề kháng với các
kháng sinh nhóm aminosid [71], [76].