PHÂN LẬP VÀ KHẢO SÁT KHÁNG SINH ĐỒ CÁC VI KHUẨN STAPHYLOCOCCUS COAGULASE ÂM TỪ MẪU BỆNH PHẨM CỦA PHÒNG VI KHUẨN HÔ HẤP VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHÂN LẬP VÀ KHẢO SÁT KHÁNG SINH ĐỒ CÁC
VI KHUẨN STAPHYLOCOCCUS COAGULASE ÂM
TỪ MẪU BỆNH PHẨM CỦA PHÒNG VI KHUẨN HÔ HẤP
VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2009

Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG THỊ LỆ TRÂM
Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN VÀ VI SINH THỰC PHẨM
Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 8/2010


PHÂN LẬP VÀ KHẢO SÁT KHÁNG SINH ĐỒ CÁC VI KHUẨN
STAPHYLOCOCCUS COAGULASE ÂM TỪ MẪU BỆNH PHẨM CỦA
PHÒNG VI KHUẨN HÔ HẤP VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH
NĂM 2009

Tác giả

Trương Thị Lệ Trâm

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Bảo Quản Chế Biến Nông Sản và Vi Sinh Thực Phẩm

Giáo viên hướng dẫn
BS. NGUYỄN THỊ KIM HOÀNG

THS. UÔNG NGUYỄN ĐỨC NINH

Tháng 8 năm 2010
i


LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện đề tài này là một quá trình phấn đấu và nỗ lực của bản thân đồng
thời là sự ủng hộ động viên của gia đình, thầy cô và bạn bè.
Xin chân thành cám ơn Bác sĩ Nguyễn Thị Kim Hoàng và Thạc sĩ Uông
Nguyễn Đức Ninh phòng vi khuẩn hô hấp, Khoa Vi sinh miễn dịch, Viện Pasteur
thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn, cung cấp thông tin, kiến thức thật hữu
ích và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này.
Cám ơn Ban Giám Hiệu, quí thầy cô Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường
Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những
kiến thức quí báu trong những năm học vừa qua.
Xin khắc ghi công ơn ba mẹ - người đã sinh thành, dưỡng dục, dìu dắt tôi
những bước đi đầu đời, tạo cho tôi hành trang vững chắc bước vào cuộc sống.
Cuối cùng xin dành cho các bạn bè tôi, những người đã gần gũi, chia sẻ, giúp
đỡ, và đồng hành với tôi trong suốt quãng đời Đại học.
Xin chân thành cảm ơn
Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2010
Trương Thị Lệ Trâm

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Phân lập và khảo sát kháng sinh đồ các vi khuẩn Staphylococcus
coagulase âm từ cấy máu dương tính của labo vi khuẩn hô hấp, Viện Pasteur Tp.

Hồ Chí Minh năm 2009” được tiến hành tại phòng vi khuẩn hô hấp, Khoa Vi sinh
miễn dịch, Viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh từ ngày 15/3 đến ngày 15/6 năm
2010. Đề tài được thực hiện với mục đích định danh các chủng Staphylococcus
coagulase âm được phân lập từ cấy máu dương tính, đồng thời khảo sát mức độ kháng
kháng sinh của chủng này để phân tích dịch tễ học kháng thuốc của chủng
Staphylococcus coagulase âm ở các tỉnh thành phía Nam.
Qua quá trình phân lập và thử sinh hóa trên 74 chủng vi khuẩn từ cấy máu
dương tính của các bệnh nhân bị viêm màng não và viêm phổi nặng ở bệnh viện Cù
Lao Minh, Bến Tre, kết quả phân lập được 39 chủng Staphylococcus coagulase âm. Tỉ
lệ Staphylococcus coagulase âm chiếm 62,9% trong tổng sổ 62 vi khuẩn Gram dương
phân lập được.
Đề tài đã sử dụng phương pháp Kirby Bauer để khảo sát sự nhạy cảm của
Staphylococcus

coagulase

âm

với

các

kháng

sinh

amikacin,

oxacillin,

amoxicillin/clavulanic, azithromycin, chloramphenicol, cefoperazone, clindamycin,
doxycycline, cefepime, gentamicin, ofloxacin, teicoplanin, vancomycin. Nghiên cứu
độ nhạy cảm với kháng sinh của 39 chủng Staphylococcus coagulase âm phân lập
được, kết quả cho thấy: 97,44% số chủng nhạy cảm với vancomycin, 94,87% nhạy
cảm với teicoplanin; 92,31% nhạy cảm với amikacin và 79,49% nhạy cảm với
gentamicin, doxycycline là 76,92 % và 58,97%, 53,85% lần lượt là số chủng nhạy cảm
với ofloxacin và cefoperazone. Nhìn chung tỉ lệ nhạy cảm trung gian thấp, cao nhất là
cefoperazone với tỉ lệ 28,20%, tiếp đó là doxycycline và ofloxacin cùng với tỉ lệ
10,26%. Một số kháng sinh có tỷ lệ chủng Staphylococcus coagulase âm kháng cao:
oxacillin: 100% và azithromycin: 76,92%.

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa

i

Lời cảm ơn

ii

Tóm tắt

iii

Mục lục

iv

Danh sách các chữ viết tắt

vii

Danh sách các hình

ix

Danh sách các bảng

x

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU

11

1.1 Đặt vấn đề

11

1.2 Mục đích

12

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

13

2.1 Tổng quan về Staphylococcus coagulase âm (SCA)

13

2.1.1 Phân loại, phân bố và hình thái của SCA

13

2.1.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển

14

2.1.3 Đặc điểm sinh hóa

14

2.1.4 Sức đề kháng

14

2.2 Khả năng và cơ chế gây bệnh của SCA

15

2.2.1 Khả năng gây bệnh

15

2.2.2 Cơ chế gây bệnh

16

2.3 Tổng quan về kháng sinh

16

2.3.1 Khái niệm

16

2.3.2 Phân loại kháng sinh

17

2.3.2.1. Nhóm kháng sinh beta – lactam

17

2.3.2.2 Nhóm kháng sinh aminoglycoside

19

2.3.2.3 Nhóm kháng sinh glycopeptide

20

2.3.2.4 Nhóm kháng sinh tetracyclin

21

2.3.2.5 Nhóm kháng sinh phenicol

22

2.3.2.6 Nhóm kháng sinh macrolide

22

iv


2.3.2.7 Nhóm kháng sinh lincosamide

23

2.3.2.8 Nhóm kháng sinh fluoroquinolone

23

2.3.2.9 Nhóm kháng sinh sulfonamide và diaminopyrimidine

24

2.3.3 Cơ chế tác động của kháng sinh

25

2.3.3.1 Ức chế tổng hợp vách tế bào

25

2.3.3.2 Ức chế chức năng của màng nguyên tương

25

2.3.3.3 Ức chế tổng hợp protein

25

2.3.3.4 Tác dụng ức chế sự hình thành acid nucleic

26

2.3.4 Sự đề kháng kháng sinh

26

2.4 Kháng sinh đồ

30

2.4.1 Định nghĩa

30

2.4.2 Phương pháp định tính khảo sát sự nhạy cảm của vi khuẩn đối với kháng
sinh

30

2.4.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phản ứng

30

2.4.2.2 Chọn lựa đĩa kháng sinh

31

2.4.3 Phương pháp định lượng

31

2.5 Một số nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực đề tài

32

2.5.1 Trong nước

32

2.5.2 Ngoài nước

32

CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

34

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

34

3.2 Nội dung nghiên cứu

34

3.3 Vật liệu

34

3.3.1 Đối tượng khảo sát

34

3.3.2 Thiết bị, dụng cụ

34

3.3.3 Môi trường, hóa chất

35

3.4 Phương pháp tiến hành

36

3.4.1 Kiểm tra chất lượng

36

3.4.1.1 Kiểm tra chủng vi khuẩn chuẩn

36

3.4.1.2 Kiểm tra chất lượng đĩa kháng sinh

36

3.4.1.3 Kiểm tra chất lượng môi trường nuôi cấy

37

v


3.4.2 Phân lập và định danh sơ bộ vi khuẩn

38

3.4.2.1 Nhuộm Gram

39

3.4.2.2 Thử phản ứng catalase

40

3.4.2.3 Thử phản ứng coagulase

41

3.4.2.4 Thử phản ứng oxydase

42

3.4.3 Kháng sinh đồ

42

3.4.3.1 Nguyên tắc phương pháp

42

3.4.3.2 Cách thực hiện

43

3.4.4 Các chỉ tiêu theo dõi

45

3.4.5 Xử lý số liệu

45

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

46

4.1 Kết quả kiểm tra môi trường

46

4.2 Kết quả phân lập SCA

46

4.3 Kết quả khảo sát mức độ kháng kháng sinh của SCA với các kháng sinh thử
nghiệm.

47

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

58

5.1 Kết luận

58

5.2 Đề nghị

58

TÀI LIỆU THAM KHẢO

59

PHỤ LỤC

65

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AMC

amoxicillin - clavulanic acid

AN

amikacin

ATCC

American Type Culture Collection

AZM

azithromycin

BA

Blood Agar: thạch máu

BHI

Brain Heart Infusion Broth

C

chloramphenicol

CFP

cefoperazone

CFU

Colony Form Unit

CLSI

Clinical and Laboratory Standards Institute

CM

clindamycin

ctv

cộng tác viên

D

doxycycline

DNA

deoxyribonucleic acid

FEP

cefepime

GM

gentamicin

KP

kháng penicilinase

LB

Lactose Broth

MBC

Minimal Bacteriocidal Concentration

MHA

Mueller Hinton Agar

MIC

Minimal Inhibitory Concentration

MRSA

Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus

NA

Nutrient Agar

NNIS

National Nosocomial Infections Surveillance

OFX

ofloxacin

OX

oxacillin

PABA

acid para aminobenzoic

PBP

Penicillin binding protein
vii

Pr

Productivity ratio

R

Rough

S

Smooth

S. aureus

Staphylococcus aureus

SCA

Staphylococcus coagulase âm

TEC

teicoplanin

TSA

Tryptone Soy Agar

VA

vancomycin

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Cấu trúc của kháng sinh thuộc nhóm penicillin

17

Hình 2.2: Cấu trúc chung của cephalosporin

18

Hình 2.3: Cấu trúc chung của kháng sinh nhóm aminoglycoside

20

Hình 2.4: Cấu trúc của các kháng sinh nhóm glycopeptide

21

Hình 2.5: Cấu trúc chung của kháng sinh nhóm tetracyclin

21

Hình 2.6: Cấu trúc của chloramphenicol

22

Hình 2.7: Cấu trúc các kháng sinh nhóm macrolide

23

Hình 2.8: Cấu trúc kháng sinh nhóm lincosamide

23

Hình 2.9: Cấu trúc của kháng sinh nhóm fluoroquinolone

24

Hình 2.10: Cấu trúc hóa học của diaminopyrimidine

24

Hình 3.1: Sơ đồ phân lập SCA

39

Hình 3.2: Phản ứng catalase dương tính

41

Hình 3.3: Kết quả phản ứng coagulase âm và dương

42

Hình 3.4: Thao tác ép và trải vi khuẩn với tăm bông

43

Hình 3.5: Các điểm đặt kháng sinh trên đĩa thạch

44

Hình 3.6: Đặt kháng sinh trên đĩa thạch

44

Hình 4.1: Đĩa kháng sinh sau khi ủ 24 giờ

48

Hình 4.2: Đo kích thước vòng vô khuẩn

48

Hình 4.3: Tính nhạy cảm của SCA đối với từng loại kháng sinh

50

Hình 4.4: Tính nhạy cảm trung gian của SCA đối với từng loại kháng sinh

53

Hình 4.5: Tính đề kháng của SCA đối với từng loại kháng sinh

54

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Các vi khuẩn SCA được phân lập trên người

15

Bảng 3.1: 13 loại kháng sinh sử dụng trong thí nghiệm

35

Bảng 4.1: Kết quả kiểm tra chất lượng môi trường ở nồng độ pha loãng 10-6

46

Bảng 4.2: Kết quả kháng sinh đồ của chủng S. aureus ATCC 25923

47

Bảng 4.3: Kết quả kháng sinh đồ của 39 chủng SCA

49

Bảng 4.4: Tỉ lệ nhạy cảm với kháng sinh của SCA ở các vùng trên thế giới (1998 –
1999)

52

Bảng 4.5: Tỉ lệ kháng kháng sinh của SCA ở các vùng trên thế giới (1998 – 1999) 56

x


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Tụ cầu khuẩn Staphylococcus là hệ vi khuẩn sống cộng sinh trên da và niêm
mạc của người, động vật và trong thực phẩm. Tụ cầu khuẩn được chia làm hai nhóm
chính là tụ cầu có men coagulase và tụ cầu không có men coagulase. Trong khi,
Staphylococcus aureus - tụ cầu có men coagulase - từ lâu đã được biết đến là nguyên
nhân gây bệnh cho người và động vật cũng như gây ngộ độc thực phẩm, thì tụ cầu
không có men coagulase – Staphylococcus coagulalse âm (SCA) - chiếm phần lớn
trong các loài Staphylococcus được xem là hiếm khi gây bệnh. Tuy nhiên, những
nghiên cứu trong một vài thập niên gần đây đã cho thấy các SCA có khả năng gây
bệnh khá cao. Số liệu của hệ thống theo dõi nhiễm khuẩn bệnh viện quốc gia Hoa Kỳ
gọi tắt là NNIS cho thấy rằng từ năm 1980 - 1989, tỷ lệ nhiễm khuẩn bệnh viện do
SCA tăng từ 9 - 27% và trở thành nguyên nhân phổ biến nhất gây ra các bệnh nhiễm
trùng. Hơn nữa, trong cùng thời gian này tỷ lệ SCA kháng methicillin, oxacillin, hoặc
nafcillin tăng 20 - 60% và hầu hết các SCA kháng methicillin đều đa đề kháng kháng
sinh. Sử dụng kháng sinh là một biện pháp chính khi bị nhiễm khuẩn, tuy nhiên tỉ lệ
kháng thuốc của vi khuẩn SCA ngày càng tăng và có nhiều thay đổi là một nguyên
nhân khiến việc sử dụng thuốc kháng sinh còn nhiều lo ngại và chưa hiệu quả. Để có
cơ sở lựa chọn kháng sinh và đề ra chiến lược sử dụng kháng sinh hợp lý, hạn chế sự
kháng thuốc chúng tôi quyết định thực hiện đề tài “Phân lập và khảo sát kháng sinh
đồ các vi khuẩn Staphylococcus coagulase âm từ mẫu bệnh phẩm của phòng vi
khuẩn hô hấp, viện Pasteur tp. Hồ Chí Minh năm 2009” dưới sự hướng dẫn của Bs
Nguyễn Thị Kim Hoàng và Ths Uông Nguyễn Đức Ninh. Kết quả những nghiên cứu

này góp phần phân tích dịch tễ học kháng thuốc của SCA và đem lại hiệu quả điều trị
cao cho bệnh nhân.


1.2 Mục đích
- Phân lập các chủng SCA từ cấy máu dương tính để tạo điều kiện cho việc định
danh loại vi khuẩn này.
- Khảo sát kháng sinh đồ đối với các chủng SCA để góp phần phân tích dịch tễ
học kháng thuốc của các vi khuẩn này.

12


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về Staphylococcus coagulase âm (SCA)
2.1.1 Phân loại, phân bố và hình thái của SCA
 Phân loại: SCA thuộc [28]:
- Giới: Eubacteria
- Ngành: Firmicutes
- Lớp: Bacilli
- Bộ: Bacillales
- Họ: Staphylococcaceae
- Giống: Staphylococcus
- Loài: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus,…
 Phân bố: SCA có ở khắp nơi, trong không khí, trong đất, nước và là thành phần
hệ vi khuẩn sống trên da và màng nhầy của con người. Ngoài ra, người ta còn tìm thấy
chúng trong xác động vật cũng như trong thực phẩm [6].
 Hình thái: SCA là những vi khuẩn hình cầu, bắt màu Gram dương, không di
động, sắp xếp theo mọi hướng và thường xếp thành từng đám giống chùm nho, không

hình thành bào tử [3]. Khuẩn lạc vi khuẩn SCA sinh ra trên môi trường nuôi cấy thạch
máu (BA), sau 18 – 24 h, ở 35 – 37 oC có dạng tròn, hơi vun, bờ rõ, đường kính 0,5 –
2 mm, bóng láng, óng ánh, màu trắng vì do vi khuẩn không có enzyme coagulase nên
trên BA (có bổ sung 5 % máu cừu) khuẩn lạc có màu trắng hoặc có thể hơi vàng trông
giống như màu bơ. Ngoài thể điển hình là thể S (Smooth: trơn nhẵn), SCA còn có
dạng khuẩn lạc thể R (Rough: xù xì) [31]. Vi khuẩn thường không gây tan huyết trên
BA (ngoại trừ một số vi khuẩn SCA như Staphylococcus haemolyticus,
Staphylococcus sciuri, Staphylococcus hominis và Staphylococcus schleiferi) vì không
có yếu tố gây tan máu hemolysine [10], [46].

13


2.1.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển
Các vi khuẩn SCA có nhu cầu về không khí khác nhau, đa số SCA phát triển tốt
trong điều kiện hiếu khí. Như Staphylococcus hominis hầu như chỉ mọc hiếu khí,
Staphylococcus saccharolyticus chỉ mọc trong điều kiện kỵ khí, còn Staphylococcus
hemolyticus và Staphylococcus capitis mọc được cả hiếu khí và kỵ khí [10]. Nhiệt độ
thích hợp cho sự phát triển là 30 – 37 oC, pH thích hợp 7 – 7,5.
2.1.3 Đặc điểm sinh hóa
Vi khuẩn SCA lên men đa số các loại đường glucose, fructose, maltose,
treholose, saccharose nhưng không sinh hơi. Vi khuẩn này lên men rất ít các đường
xylitol, melibiose, raffinose, xylose và methy – αD - glucopyranoside. Các phản ứng
sinh hóa khác như khử nitrat thành nitrit, khử (-COOH) của arginine và khử ure thành
ammonia [11].
2.1.4 Sức đề kháng
Một số vi khuẩn SCA có sức đề kháng cao với sự khô hạn và nồng độ muối
cao (như Staphylococcus epidermidis). Hầu hết các chủng tụ cầu đều sản xuất được
men penicillinase (β - lactamase). Men này phá hủy vòng β - lactam, cấu trúc cơ bản
của các kháng sinh như penicilline G, ampicilline và ureidopenicilline, làm cho các

kháng sinh này mất tác dụng. Ngoài ra, SCA cũng là loại vi khuẩn thường đa đề kháng
với kháng sinh do đó gây khó khăn cho việc điều trị [12], [60].
Dựa vào sự nhạy cảm với kháng sinh novobiocin mà SCA được phân vào hai
nhóm được thể hiện ở bảng 2.1, và trên cơ sở đó ta có thể định danh SCA [47].

14


Bảng 2.1: Các vi khuẩn SCA được phân lập trên người [47].
Nhạy cảm với novobiocin

Kháng novobiocin

Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus hominis subsp novobiosepticus

Staphylococcus haemolyticus

Staphylococcus sciuri subsp sciuri

Staphylococcus hominis subsp hominis

Staphylococcus saprophyticus subsp saprophyticus

Staphylococcus capitis subsp urealyticus

Staphylococcus cohnii subsp cohnii

Staphylococcus schleiferi subsp schleiferi

Staphylococcus cohnii subsp urealyticus

Staphylococcus schleiferi subsp urealyticus

Staphylococcus xylosus

Staphylococcus warneri

Staphylococcus lentus

Staphylococcus lugdunensis

Staphylococcus vitulinus

Staphylococcus simulans
Staphylococcus auricularis
Staphylococcus pasteuri
Staphylococcus caprae

2.2 Khả năng và cơ chế gây bệnh của SCA
2.2.1 Khả năng gây bệnh
SCA bao gồm 41 loại và phân loại [53], [54] trong đó chỉ có 21 loại là tác nhân
gây bệnh cho con người [54] chủ yếu là Staphylococcus epidermidis. SCA là nguyên
nhân gây ra 31,9% số ca nhiễm trùng máu ở bệnh viện [48].
Các nhiễm trùng do SCA:
- Nhiễm trùng do các vật thể, dụng cụ đưa vào cơ thể, khớp giả, van tim giả,….
- Viêm nội nhãn sau khi phẩu thuật mắt.
- Viêm xương, tủy xương
- Viêm nội tâm mạc

- Nhiễm trùng tiểu
- Nhiễm trùng ở người suy giảm miễn dịch.
Khả năng gây bệnh của một số vi khuẩn SCA:
- Staphylococcus epidermidis: là tác nhân gây nhiễm trùng ở những bệnh nhân
có dụng cụ đưa vào mạch máu, khớp, van tim, can thiệp thông dịch não tủy, hoặc viêm
phúc mạc, suy giảm miễn dịch [52].
15


- Staphylococcus saprophyticus: gây nhiễm trùng tiểu thường gặp ở phụ nữ trẻ
và không có tiền căn nằm viện, chiếm tỉ lệ 5 – 10% nhiễm trùng tiểu. Vi khuẩn có
khuynh hướng kết dính lên các tế bào biểu mô tiết niệu.
- Các chủng SCA khác: khả năng gây bệnh cơ hội còn đang bàn cãi. Để khẳng
định là tác nhân gây nhiễm trùng cần phải phân lập được chủng lặp đi lặp lại qua nhiều
lần lấy bệnh phẩm nuôi cấy và vắng mặt một số tác nhân vi khuẩn có khả năng gây
bệnh khác [10].
2.2.2 Cơ chế gây bệnh [6]
Cơ chế gây bệnh của SCA rất phức tạp và chưa rõ ràng
- Các vi khuẩn SCA có khả năng tạo nên một lớp màng nhầy. Dưới lớp màng
nhầy nầy, vi khuẩn phát triển tạo thành các khuẩn lạc nhỏ bám vào các catheter bằng
chất dẻo. Lớp nhầy này cũng bảo vệ vi khuẩn không bị tấn công bởi các tế bào có thẩm
quyền miễn dịch của cơ thể và không bị tác động bởi kháng sinh
- Vi khuẩn nhân lên trong các tế bào bạch cầu và phá hủy tế bào bạch cầu; đồng
thời có nhiều cơ chế thêm vào gồm sinh protein A, chống hiện tượng đại thực bào, α
hemolysin và phản ứng quá mẫn muộn đối với protein góp phần gây hoại tử vùng
viêm, cơ chế miễn dịch dịch thể. Cơ chế sinh bệnh bị ảnh hưởng bỡi nhiều yếu tố,
trong đó các toxin, các enzyme hoạt động sinh học và miễn dịch, kháng nguyên và
phản ứng miễn dịch có vai trò khác nhau trong các trường hợp khác nhau.
2.3 Tổng quan về kháng sinh
2.3.1 Khái niệm

Chất kháng sinh được hiểu là các chất hoá học xác định, không có bản chất
enzym, có nguồn gốc sinh học (trong đó phổ biến nhất là từ vi sinh vật), với đặc tính là
ngay ở nồng độ thấp (hoặc rất thấp) đã có khả năng ức chế mạnh mẽ hoặc tiêu diệt
được các vi sinh vật gây bệnh mà vẫn đảm bảo an toàn cho người hay động vật được
điều trị [7].
Năng lực tích tụ kháng sinh của chủng hay nồng độ chất kháng sinh thường
được biểu thị bằng một trong các đơn vị là : mg/ml, g/ml, hay đơn vị kháng sinh
UI/ml (hay UI/g).
Lúc đầu, các kháng sinh đều được chiết từ môi trường nuôi cấy nấm mốc hoặc
vi khuẩn. Sau đó, nhiều kháng sinh được tổng hợp bằng cách biến đổi cấu trúc phân tử
16


của kháng sinh để thu được kháng sinh mới. Hiện nay, kháng sinh được xem như là
những hợp chất hóa học có tác dụng ức chế vi khuẩn hoặc diệt khuẩn với cơ chế tác
động ở mức phân tử, chúng có tác dụng ở liều lượng thấp và sử dụng để điều trị bệnh
nhiễm trùng.
Các kháng sinh có tác dụng đặc hiệu đối với một loại vi khuẩn hoặc một nhóm
vi khuẩn nhất định. Các kháng sinh có hoạt tính khác nhau, có loại có phổ kháng
khuẩn rộng, có loại có phổ kháng khuẩn hẹp [39].
2.3.2 Phân loại kháng sinh
Tùy theo công dụng, cấu trúc hóa học, … mà có những cách phân loại khác
nhau. Dưới đây là các phân loại theo cấu trúc hóa học:
2.3.2.1. Nhóm kháng sinh beta – lactam [2]
Các thuốc này trong công thức hóa học có chứa vòng β - lactam bao gồm các
penicillin và các cephalosporin.
 Các penicillin
Các penicillin có nhân chung là acid 6 amino - penicillanic hợp bởi một vòng
thiazolidin và một vòng β - lactam.

Hình 2.1: Cấu trúc của kháng sinh thuộc nhóm penicillin [61]
Các penicillin dùng trong điều trị thuộc 3 nhóm chính :
- Các penicillin có hoạt tính cao đối với vi khuẩn Gram dương, bị phá hủy bởi
enzyme penicillinase: penicillin G, penicillin V (phenoxy methylpenicillin), benzathin
penicillin.
- Các penicillin có hoạt tính đối với vi khuẩn Gram dương, đề kháng đối với
enzyme penicillinase: methicillin, nafcillin, oxacillin, dicloxacillin .
- Các penicillin có hoạt tính rộng đối với cả vi khuẩn Gram duơng và vi khuẩn
Gram âm, bị phá hủy bởi enzyme penicillinase. Các penicillin nhóm này bao gồm:
+

Các

aminopenicillin:

ampicillin,

metampicillin.
17

amoxicillin,

becampicillin,


+ Các carboxy penicillin: carbenicillin, ticarcillin.
+ Các ureidopenicillin: azlocillin, mezlocillin, piperacillin.
Ngoài 3 nhóm chính trên hiện nay người ta còn có các penicillin phối hợp trong
đó người ta kết hợp các penicillin khác nhau với những chất ức chế enzyme β
lactamase dùng để điều trị các nhiễm trùng do vi khuẩn đề kháng sản xuất enzyme β

lactamase. Hai chất ức chế enzyme này được dùng để phối hợp với các penicillin là
acid clavulanic và sulbactam, các thuốc của sự kết hợp này như: timentin (gồm
ticarcillin và acid lavulanic), augmentin (gồm amoxicillin và acid clavulanic), unasyn
(gồm ampicillin và sulbactam).
Cơ chế tác động: các penicillin ức chế sự tổng hợp thành tế bào vi khuẩn bằng
cách can thiệp vào enzyme transpeptidase có vai trò trong sự tạo thành các liên kết của
chuỗi peptidoglycan. Các enzyme này liên kết với một nhóm protein gọi là PBP
(penicillin binding protein) nằm ở bên ngoài màng nguyên sinh chất. Như vậy, điểm
tác động của các kháng sinh nhóm beta – lactam chính là PBP. Mức độ mẫn cảm của
vi khuẩn với một kháng sinh trong nhóm này tùy thuộc vào mức độ gắn kết với PBP,
khả năng xâm nhập vào tế bào (pH môi trường hơi acid làm gia tăng khả năng này) và
khả năng kháng được các enzyme β – lactamase. Vi khuẩn Gram âm ít mẫn cảm với
penicillin hơn vi khuẩn Gram dương [33].
Các penicillin khác nhau tác động lên các enzyme khác nhau của quá trình tổng
hợp thành tế bào. Đó là lí do mà một số penicillin có tác động kháng khuẩn đến một
nhóm vi khuẩn trong khi một số penicillin khác không hoặc ít có khả năng này.
 Các cephalosporin
Các cephalosporin có một nhân chung là acid faminocephalo - sporanic hình
thành bởi một vòng β lactam kết hợp với một vòng dihydrotiazin, thay thế hydro của
nhóm amin bằng các gốc R khác nhau thu được các cephalosporin bán tổng hợp. Các
cephaloporin có hoạt tính với cả vi khuẩn Gram dương và với cả vi khuẩn Gram âm.

Hình 2.2: Cấu trúc chung của cephalosporin [62]
18


Dựa vào tính kháng khuẩn các cephalosporin được chia các thế hệ:
- Các cephalosporin thế hệ thứ nhất: bao gồm cephalothin, cephazolin,
cephalein, cefaclor. Các kháng sinh này có hoạt tính đối với tụ cầu, liên cầu nhóm A,
phế cầu, Escherichia coli, Klebsiella, Proteus..

- Cephalosporin thế hệ thứ hai: các kháng sinh nhóm này có hoạt tính tốt hơn
các thuốc cephalosporin thế hệ thứ nhất chống lại Escherichia coli, Klebsiella,
Proteus, Citrobacter, Enterobacter, …. Các kháng sinh nhóm cephalosporin gồm:
cefamandol, cefuroxime, cefonicid, cefoxitin, ....
- Cephalosporin thế hệ thứ ba: có phổ tác dụng kháng khuẩn bao trùm toàn bộ
vi khuẩn đường tiêu hóa, tuy nhiên có tác dụng kém với vi khuẩn Gram dương, kháng
sinh nhóm này có thể chia 2 nhóm: nhóm có tác dụng chống Pseudononas aeruginosa
gồm ceftazidime và cefoperazone, và các nhóm không có tác dụng chống
Pseudomonas aeruginosa bao gồm cefotaxim, ceftazidime, ceftizoxime, moxalactam.
Nhiều kháng sinh nhóm này thấm vào màng não tốt nên được dùng để điều trị viêm
màng não do vi khuẩn Gram âm.
- Cephalosporin thế hệ thứ tư: bao gồm cefepime và cefpirom hoạt phổ rộng.
Cefepime tác dụng trên vi khuẩn ái khí Gram (+) và (-), cầu khuẩn Gram (+), tụ cầu
khuẩn (nhưng không tác dụng với S. aureus đã kháng methicillin), liên cầu khuẩn
Enterococcus kể cả chủng tiết ra β – lactamase. Kháng sinh này dùng cho các bệnh
nhiễm khuẩn tiết niệu, hô hấp, ngoài da. Cefpirom bền vững với β - lactamase, tác
dụng mạnh hơn với tụ cầu khuẩn. Dùng cho các bệnh nhiễm khuẩn đường tiết niệu, hô
hấp, ngoài da và nhiễm trùng máu. Cephalosporin thế hệ 4 có tác dụng mạnh hơn và an
toàn hơn penicilin rất nhiều, nhưng chỉ dùng khi nhóm 3 mất hiệu lực. Thuốc thường
dùng là cefepime.
Cephalosporin có cơ chế tác động tương tự penicillin. Do có cấu trúc vòng β –
lactam, một số cephalosporin có thể bị vô hoạt bởi nhóm enzyme β – lactamase. Ngoài
ra, kháng sinh nhóm này còn có thể bị vô hoạt bởi các cephalosporinase – enzyme
không tác động đến penicillin.
2.3.2.2 Nhóm kháng sinh aminoglycoside [2]
Đây là họ kháng sinh thường sử dụng trong lâm sàng bao gồm streptomycin,
neomycin, gentamycin, tobramycin, amikacin, kanamycin. Các kháng sinh nhóm này
19

có tác dụng diệt khuẩn bao gồm cả vi khuẩn Gram dương và nhiều vi khuẩn Gram âm.
Aminoglycoside có cấu trúc vòng aminocyclitol nối với một hay nhiều phân tử đường
amin.

Hình 2.3: Cấu trúc chung của kháng sinh nhóm aminoglycoside [63]
Cơ chế tác động: aminoglycoside có tác động sát khuẩn nhanh và phụ thuộc vào
nồng độ. Aminoglycoside trước hết xâm nhập mô bào. Tiến trình này là quá trình vận
chuyển tích cực cần năng lượng và oxy. Sau khi vào trong tế bào, aminoglycoside gắn
kết chủ yếu với tiểu thể 30S của ribosome, chúng có thể gây ngừng tiến trình tổng hợp
protein hoặc gây nên việc đọc sai mã di truyền và tạo những protein không hoàn chỉnh
hoặc protein không có chức năng [49].
2.3.2.3 Nhóm kháng sinh glycopeptide [2]
Đây là nhóm kháng sinh có nhiều kháng sinh có vai trò quan trọng, là kháng
sinh dự phòng của nhân y như vancomycin, teicoplanin. Là nhóm kháng sinh có tác
dụng diệt khuẩn bằng cách ức chế quá trình sinh tổng hợp vỏ tế bào vi khuẩn, ở giai
đoạn sớm hơn so với các kháng sinh nhóm β - lactam. Ngoài ra, một số kháng sinh của
nhóm này như vancomycin còn tác động đến tính thấm màng tế bào và quá trình tổng
hợp RNA của vi khuẩn.

20


Vancomycin

Teicoplanin

Hình 2.4: Cấu trúc của các kháng sinh nhóm glycopeptide [29]
2.3.2.4 Nhóm kháng sinh tetracyclin [2]
Các kháng sinh nhóm này có công thức hóa học tương tự nhau. Các kháng sinh
khác nhau chỉ khác ở các gốc R. Các kháng sinh này bao gồm tetracyclin,

chlotetracyclin, oxytetracyclin, doxycycline, minocyclin. Kháng sinh nhóm tetracyclin
có tác dụng tĩnh khuẩn với vi khuẩn Gram dương và Gram âm, các tetracyclin có hiệu
quả với Rickettsia, Chlamydia, Mycoplasma pneumoniae và Leptospira.
Các tetracyclin có tác động tĩnh khuẩn bằng cách ức chế tổng hợp protein của tế
bào vi khuẩn. Sau khi khuếch tán qua màng ngoài vi khuẩn, một hệ thống vận chuyển
tích cực sẽ đưa thuốc vào trong nguyên sinh chất. Tại đây, các tetracyclin gắn kết với
tiểu đơn vị 30S của ribosome, sau đó chúng cản trở RNA vận chuyển mang aminoacyl
gắn với điểm tiếp nhận trên phức hợp ribosome – RNA thông tin. Đây là nhóm kháng
sinh có phổ kháng khuẩn rộng trên vi khuẩn Gram dương và âm.

Hình 2.5: Cấu trúc chung của kháng sinh nhóm tetracyclin [64]

21


2.3.2.5 Nhóm kháng sinh phenicol [2]
Thiaphenicol và florfenicol là dẫn xuất tổng hợp của chloramphenicol, một
kháng sinh quan trọng trong nhóm phenicol. Nhận biết kháng sinh nhóm này qua tiếp
vị ngữ phenicol trong tên hoạt chất của chúng.
Chloramphenicol có 3 nhóm chức quan trọng liên quan đến đặc tính sinh học
của chúng. Nhóm para – nitrophenicol, nhóm dichloro acetyl, nhóm alcoholic ở carbon
thứ 3 của chuỗi propanediol.

Hình 2.6: Cấu trúc của chloramphenicol [65]
Phenicol có tác dụng tĩnh khuẩn do ức chế tổng hợp protein của tế bào vi
khuẩn. Chúng gắn kết với tiểu đơn vị 50S của ribosome tế bào vi khuẩn và cản trở tiến
trình hình thành các chuỗi peptide do phong bế tác động của enzyme
peptidyltransferase. Kháng sinh nhóm này có phổ kháng khuẩn rộng trên vi khuẩn
Gram dương và Gram âm.
2.3.2.6 Nhóm kháng sinh macrolide [2]

Đây là nhóm kháng sinh có cấu trúc tối thiểu gồm 2 phân tử đường amin hoặc
các đường trung tính gắn với một vòng lactone lớn nhờ nối glycoside.
Các macrolide có tác động tĩnh khuẩn ở điều trị. Các kháng sinh này ức chế
tổng hợp protein bằng cách gắn kết với các tiểu đơn vị ribosome 50S của vi khuẩn và
ức chế hoạt động của peptidytransferase. Các macrolide có thể có tính sát khuẩn ở liều
cao hơn. Phổ kháng khuẩn của macrolide chủ yếu trên Gram dương [45].

22


Azithromycin

Erythromycin

Hình 2.7: Cấu trúc các kháng sinh nhóm macrolide [66]
2.3.2.7 Nhóm kháng sinh lincosamide [2]
Đây là nhóm kháng sinh được dùng thay thế cho các penicillin trong những
trường hợp vi khuẩn đề kháng với penicillin. Kháng sinh nhóm này có ưu điểm trong
điều trị nhiễm trùng do vi khuẩn kị khí gây ra. Kháng sinh nhóm lincosamide là dẫn
xuất của amino acid và đường octose có mang sulfur. Các lincosamide có phổ kháng
khuẩn trung bình với đặc tính tĩnh khuẩn chủ yếu với vi khuẩn Gram dương, rất giới
hạn với vi khuẩn Gram âm.

Hình 2.8: Cấu trúc kháng sinh nhóm lincosamide [67]
2.3.2.8 Nhóm kháng sinh fluoroquinolone [2]
Hợp chất quinolone tổng hợp đầu tiên là acid nalidixic chủ yếu dùng để điều trị
nhiễm trùng đường tiết niệu. Các quinolone có nhân quinolem, nhóm ceton ở vị trí
23

para so với phân tử nitrogen nội vòng, nhóm – COOH ở vị trí C3. Các cacboxy fluoroquinolon là các dẫn chất từ acid nalidixic, các thuốc này có tác dụng diệt khuẩn
đối nhiều vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm kể cả tụ cầu đề kháng với
methicillin và Pseudomonas aeruginosa, chúng còn có tác dụng chống Mycoplasma và
Chlamydia. Một số fluoroquinolone thường dùng hiện nay gồm ciprofloxacin,
enoxacin, norfloxacin, pefloxacin.

Hình 2.9: Cấu trúc của kháng sinh nhóm fluoroquinolone [68]
2.3.2.9 Nhóm kháng sinh sulfonamide và diaminopyrimidine [2]
Sulfonamide là chất kháng chuyển hóa, chúng chỉ tác động đến những vi khuẩn
tự tổng hợp acid folic. Kháng sinh nhóm này gây nên sự thay thế sai lầm trong quá
trình biến dưỡng của vi khuẩn, từ đó tác động ức chế vi khuẩn sinh sôi. Hoạt tính của
các sulfonamide khác nhau, chúng thường có phổ kháng khuẩn rộng, tác động lên vi
khuẩn Gram dương và Gram âm.
Nhóm diaminopyrimicine can thiệp đến sự tổng hợp tetrahydrofolic acid từ
dihydrofolate bằng cách gắn với enzyme dihydrofolate reductase. Từ đây ngăn cản vi
khuẩn tổng hợp purine và DNA. Tác động của kháng sinh nhóm này chỉ là tĩnh khuẩn
khi dùng một mình. Chúng có phổ kháng khuẩn rộng chống vi khuẩn Gram dương và
Gram âm hiếu khí. Kháng sinh nhóm diaminopyrimicine có tác động sát khuẩn khi kết
hợp với kháng sinh nhóm sulfonamide.

Hình 2.10: Cấu trúc hóa học của diaminopyrimidine [62]
24