Đánh giá sự lưu hành và tính kháng kháng sinh của vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae trong rau ăn sống tại một số quận nội thành Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

 

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
‫־־־־־־־־־־־־־־־־־־־־־־‬

Tạ Thị Yến

ĐÁNH GIÁ SỰ LƯU HÀNH VÀ TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH
CỦA VI KHUẨN ĐƯỜNG RUỘT ENTEROBACTERIACEAE
TRONG RAU ĂN SỐNG TẠI MỘT SỐ QUẬN NỘI THÀNH HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC

Hà Nội – 2019
 
 


BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

 

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
‫־־־־־־־־־־־־־־־־־־־־־־‬

Tạ Thị Yến

ĐÁNH GIÁ SỰ LƯU HÀNH VÀ TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH
CỦA VI KHUẨN ĐƯỜNG RUỘT ENTEROBACTERIACEAE
TRONG RAU ĂN SỐNG TẠI MỘT SỐ QUẬN NỘI THÀNH HÀ NỘI
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 8 42 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Hướng dẫn 1: PGS.TS. Chu Hoàng Hà

Hướng dẫn 2: PGS.TS. Lê Thị Hồng Hảo

Hà Nội - 2019
 
 


Lời cam đoan
Luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, được thực hiện
dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Chu Hoàng Hà và PGS.TS. Lê Thị

Hồng Hảo. Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận
văn này hoàn toàn trung thực.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.
Học viên

Tạ Thị Yến

 
 


Lời cảm ơn
Luận văn thạc sĩ được thực hiện tại Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh
thực phẩm quốc gia dưới sự dẫn dắt của:
PGS.TS. Chu Hoàng Hà – Viện trưởng Viện Công nghệ Sinh học, Học
viện Khoa học và Công nghệ
PGS.TS. Lê Thị Hồng Hảo – Viện trưởng Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ
sinh thực phẩm quốc gia.
Tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Chu
Hoàng Hà và PGS.TS. Lê Thị Hồng Hảo đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận
văn thạc sĩ.
Xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các đồng nghiệp trong khoa Vi
sinh vật – Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm quốc gia đã giúp đỡ,
hỗ trợ tôi trong khoảng thời gian thực hiện luận văn.
Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các giảng viên của Học Viện Khoa
học và Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hướng
dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho tôi trong suốt quá trình học tập tại
học viện.
Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình thân

yêu của tôi, cảm ơn bạn bè những người đã luôn sát cánh bên tôi, chia sẻ và tạo
động lực cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày
tháng
Người viết
Tạ Thị Yến

 
 

năm 2019


Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Chữ viết
Tiếng Anh đầy đủ
tắt
ADN
Deoxyribonucleic acid
AmpC

Tiếng Việt đầy đủ
axit Deoxyribonucleic

Plasmid-mediated AmpC βlactamases

Enzym β-lactamase AmpC

CXM

cefuroxime

Kháng sinh cephalosporin thế
hệ 2, cefuroxime

CTX

cefotaxime

Kháng sinh cephalosporin thế
hệ 3, cefotaxime

CAZ

ceftazidime

CRO

ceftriaxone

Kháng sinh cephalosporin thế
hệ 3, ceftriaxzone

CAL

ceftazidime + clavulanic acid

ceftazidime kết hợp axit
clavulanic

CTL

cefotaxime + clavulanic acid

cefotaxime kết hợp axit
clavulanic

CAC

ceftazidime + cloxacillin

ceftazidime kết hợp cloxacillin

CTC

cefotaxime + cloxacillin

cefotaxime kết hợp cloxacillin

CLSI

Clinical Laboratory Standard
Institute

Viện Tiêu chuẩn thử nghiệm
lâm sàng Hoa Kỳ

Ethylenediaminetetraacetic

Axit

acid

Ethylenediaminetetraacetic

Extended spectrum betalactamase

β-lactamase phổ rộng

EDTA
ESBL
ESC

Kháng sinh cephalosporin thế
hệ 3, ceftazidime

Extended spectrum

cephalosporin phổ rộng

Cephalosporin

European Committee on
EUCAST Antimicrobial Susceptibility
Testing

 
 

Ủy ban châu Âu về thử nghiệm
độ nhạy cảm với kháng sinh


FOX

Cefoxitin

Kháng sinh Cephalosporin thế
hệ 2, cefoxitin

FSIS

United States Department of
Agriculture
Food Safety and Inspection
Service

Tổ chức an toàn và kiểm tra
thực phẩm của bộ Nông nghiệp
Mỹ

ISO

International Standard
Organisation

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

KZ

Cefazolin

Kháng sinh Cephalosprorin thế
hệ 1, cefazoline

Outer membrane porin

Porin màng ngoài

Outer membrane protein A

protein A màng ngoài vi khuẩn

PAI

Pathogenicity island

Vùng gây bệnh

UTI

Urinary tract infection

Vi khuẩn lây nhiễm đường tiết
niệu

World Health Organization

Tổ chức y tế thế giới

Omp
OmpA

WHO

 
 


Danh mục các bảng
Bảng biểu

Nội dung

Trang

Bảng 1.1

Sự phân bố của họ vi khuẩn đường ruột
Enterobacteriaceae

9

Bảng 1.2

Các thế hệ cephalosporin

14

Bảng 2.1

Kháng sinh và điểm đọc kháng sinh đồ

40

Bảng 2.2

Vi khuẩn sinh enzym ESBL

41

Bảng 2.3

Vi khuẩn sinh enzym AmpC β-lactamase

42

Bảng 2.4

Xác định vi khuẩn sinh enzym Carbapenemase

42

Bảng 2.5

Trình tự mồi của gen mã hóa enzym β-lactamase

44

Bảng 3.1

Mật độ vi sinh vật log CFU/g theo loại hình kinh
doanh

51

Bảng 3.2

Tỉ lệ kháng kháng sinh Cephalosporin

56

Bảng 3.3

Vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym ESBL và
AmpC β-lactamase

62

Bảng 3.4

Vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym β-lactamase

66

Bảng 3.5

Vi khuẩn Enterobacteriaceae mang gen kháng kháng
sinh

73

 
 


Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình

Nội dung

Phân nhóm trong họ vi khuẩn đường ruột
Enterobacteriaceae
Các bệnh do vi khuẩn Enterobacteriaceae gây ra trên
Hình 1.2.
người
Hình 1.1.

Trang
8
10

Hình 1.3

Lịch sử ra đời các loại kháng sinh

12

Hình 1.4

Nhân tố liên quan đến khả năng kháng kháng sinh của
vi khuẩn

15

Hình 1.5

Cơ chế trao đổi vật chất di truyền giữa vi sinh vật

16

Hình 1.6

Các cơ chế kháng thuốc phổ biến của vi khuẩn

17

Hình 1.7

Cơ chế tác động lên tế bào của kháng sinh

18

Hình 1.8

Con đường lây nhiễm và phát tán mầm bệnh ra cộng
đồng

19

Hình 1.9

Các nhóm enzym β-lactamase

24

Hình 1.10 Con đường lây truyền Enterobacteriaceae lên người

29

Hình 2.1

Địa điểm lấy mẫu tại một số Quận nội thành Hà Nội

36

Hình 2.2

Rau ăn sống được bày bán tại các chợ và siêu thị

36

Hình 2.3
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4

Nguyên lý cơ bản định danh vi khuẩn bằng hệ thống

VITEK MS
Tỉ lệ nhiễm vi khuẩn Enterobacteriaceae trung bình
trong rau ăn sống
Kháng sinh đồ trên chủng vi khuẩn đối chiếu
Vi khuẩn Enterobacteriaceae kháng với cephalosporin
thế hệ 1, 2
Vi khuẩn Enterobacteriaceae kháng Cephalosporin thế
hệ 1, 2 và 3

43
51
53
53-54
54

Hình 3.5

Khuẩn lạc phân lập trên môi trường Macconkey

57

Hình 3.6

Vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym β-lactam
phổ rộng

58

 
 

Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 3.12
Hình 3.13
Hình 3.14
Hình 3.15
Hình 3.16

Vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym AmpC βlactamase
Vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym ESBL và
AmpC β-lactamase
Vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym β-lactamase
Định danh Leclercia adecaboxylata bằng kỹ thuật
MALDI TOF
Sản phẩm khuếch đại gen được sử dụng để giải trình
tự
Kết quả so sánh sản phẩm khuếch đại gen bla TEM với
dữ liệu ngân hàng gen
Kết quả so sánh sản phẩm khuếch đại gen bla OXA
với dữ liệu ngân hàng gen
Kết quả so sánh sản phẩm khuếch đại gen bla CTX-M
với dữ liệu ngân hàng gen
Kết quả so sánh sản phẩm khuếch đại gen bla DHA
với dữ liệu ngân hàng gen
Kết quả so sánh sản phẩm khuếch đại gen bla CMY

với dữ liệu ngân hàng gen

59
60
65
65
68
69
69
69
70
70

Hình 3.17 Đoạn khuếch đại gen bla TEM

71

Hình 3.18 Đoạn khuếch đại gen bla OXA

71

Hình 3.19 Đoạn khuếch đại gen bla CTX-M

72

Hình 3.20 Đoạn khuếch đại gen bla DHA

72

Hình 3.21 Đoạn khuếch đại gen bla CMY

72

 
 


 

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 7
1.1. HỌ VI KHUẨN ĐƯỜNG RUỘT ENTEROBACTERIACEAE .............. 7
1.1.1. Enterobacteriaceae ........................................................................... 7
1.1.2. Sự phân bố của Enterobacteriaceae ................................................. 8
1.1.3. Khả năng gây bệnh của Enterobacteriaceae .................................... 9
1.1.3.1. Viêm màng não và viêm nhiễm hệ Thần kinh.......................... 10
1.1.3.2. Nhiễm trùng đường tiết niệu..................................................... 10
1.1.3.4. Gây bệnh đường ruột ................................................................ 11
1.2. KHÁNG SINH ...................................................................................... 12
1.2.1. Lịch sử ra đời kháng sinh................................................................ 12
1.2.1.1. Cephalosporin ........................................................................... 13
1.2.1.2. Các kháng sinh β-lactam khác .................................................. 14
1.2.2. Cơ chế kháng kháng sinh ................................................................ 14
1.2.2.1. Kháng kháng sinh ..................................................................... 14
1.2.2.2. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn .................................... 18
1.2.3. Hiện tượng kháng cephalosporine ở vi khuẩn gram âm ................. 22
1.2.4. Enzym β-lactamase ......................................................................... 23
1.2.4.1. Enzym β-lactamase phổ rộng ................................................... 25
1.2.4.2. β-lactamase AmpC ................................................................... 27

1.2.4.3. Carbapenemase ......................................................................... 28
1.3. THỰC PHẨM – NGUỒN CHỨA ENTEROBACTERIACEAE ........... 29
1.3.1. Rau ăn sống – vật chủ chứa Enterobacteriaceae ........................... 30
1.3.2. Tình hình nhiễm Enterobacteriaceae trong rau trên thế giới ......... 32
1.3.3. Tình hình nhiễm Enterobacteriaceae trong rau tại Việt Nam ........ 34
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 36
2.1. THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............ 36

1
 


 

2.2. NGUYÊN VẬT LIỆU .......................................................................... 37
2.2.1. Dụng cụ ........................................................................................... 37
2.2.2. Thiết bị ............................................................................................ 37
2.2.3. Hóa chất .......................................................................................... 38
2.2.4. Chủng chuẩn ................................................................................... 38
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................ 38
2.3.1. Chuẩn bị và xử lý mẫu .................................................................... 38
2.3.2. Phương pháp định lượng Enterobacteriaceae ................................ 39
2.3.3. Phương pháp khoanh giấy kháng sinh ............................................ 39
2.3.3.1. Thử tính kháng kháng sinh β-lactam ........................................ 39
2.3.3.2. Xác định vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym β-lactamase
................................................................................................................ 40
2.3.4. Kỹ thuật MALDI – TOF định danh vi sinh vật .............................. 43
2.3.5. Phương pháp xác định gen kháng kháng sinh ................................ 44
2.4. CHỦNG ĐỐI CHỨNG ......................................................................... 45
2.6. XỬ LÝ KẾT QUẢ ................................................................................ 46

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 47
3.1. ĐÁNH GIÁ SỰ LƯU HÀNH VI KHUẨN ENTEROBACTERIACEAE
TRONG RAU SỐNG................................................................................... 47
3.1.1. Đánh giá tỉ lệ nhiễm vi khuẩn Enterobacteriaceae trong rau sống 47
3.1.2. Đánh giá mật độ nhiễm Enterobacteriaceae theo loại hình kinh
doanh ......................................................................................................... 49
3.2. ĐÁNH GIÁ TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH CEPHALOSPORIN VÀ
KHẢ NĂNG SINH ENZYM β-LACTAMASE CỦA VI KHUẨN
ENTEROBACTERIACEAE .......................................................................... 52
3.2.1. Đánh giá khả năng kháng kháng sinh cephalosporin ..................... 52
3.2.2. Đánh giá sự lưu hành vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym βlactamase ................................................................................................... 57
3.3. ĐỊNH DANH VI KHUẨN ENTEROBACTERIACEAE SINH ENZYM
β-LACTAMASE VÀ XÁC ĐỊNH GEN KHÁNG KHÁNG SINH ............ 64
2
 


 

3.3.1. Định danh vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh enzym β-lactamase 64
3.3.2 Xác định gen mã hóa enzym β-lactamase ....................................... 67
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...................................................... 75
4.1. KẾT LUẬN ........................................................................................... 75
4.2. KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 76

 
 
 

3
 


 

MỞ ĐẦU
Enterobacteriaceae là vi khuẩn gây bệnh đường ruột phổ biến trên toàn
thế giới. Bệnh lây truyền qua thực phẩm gây ra bởi Enterobacteriaceae đang là
mối quan tâm của cộng đồng toàn cầu. Hầu hết các vụ bùng phát dịch
Enterobacteriaceae trên người có liên quan đến việc tiêu thụ sản phẩm thực
phẩm mang nguồn bệnh [1]. Hai vấn đề chính trong dịch tễ về vi khuẩn
Enterobacteriaceae tại các nước phát triển và đang phát triển trong nửa sau của
thế kỷ 20 là sự bùng phát của các ca bệnh do Enterobacteriaceae lây truyền
qua thực phẩm lên người và các loài vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae
kháng nhiều kháng sinh. Trong thế kỷ 21, tình trạng kháng kháng sinh đã trở
nên được quan tâm trên toàn cầu với sự kháng carbapenem và cephalosporin
thế hệ 3 của các vi khuẩn Enterobacteriaceae [2].
Sự gia tăng về mức độ kháng kháng sinh của Enterobacteriaceae là một
vấn đề quan ngại trên toàn cầu trong những thập kỷ gần đây bởi sự lạm dụng
kháng sinh trong điều trị trên người và trong chăn nuôi. Sự cùng tồn tại của
nhiều loài vi khuẩn trong đường ruột của động vật và con người đã tạo điều
kiện cho việc truyền gen kháng kháng sinh giữa các loài vi khuẩn với nhau.
Bên cạnh đó con đường đi của chuỗi thức ăn cũng góp phần làm gia tăng tỉ lệ
vi khuẩn kháng kháng sinh lên người [3].
Cũng như một số nước trên toàn thế giới, Việt Nam đang phải đối mặt
với khó khăn trong quá trình điều trị do sự gia tăng tính kháng kháng sinh của
vi khuẩn gây bệnh. Thực tế cho thấy hiện tượng dễ dàng mua bán kháng sinh
cho điều trị bệnh ở người và sử dụng trong chăn nuôi tại Việt Nam mà không
cần đơn của thầy thuốc là một trong những nguyên nhân chính thúc đẩy tình

trạng kháng kháng sinh [4].
Rau là nguồn thực phẩm phổ biến trong cuộc sống hằng ngày của người
Việt Nam. Theo báo cáo của Ngân hàng thế giới vào năm 2017, tỉ lệ tiêu thụ
rau tại Việt Nam là 0,4 kg rau mỗi ngày trên người và tỉ lệ tiêu thụ rau tại Hà
Nội là 2,800 tấn mỗi ngày. Năng suất sản xuất rau tại Hà Nội là 600,000 tấn
mỗi năm và trung bình là 1,644 tấn mỗi ngày. Với sức tiêu thụ khoảng 1 triệu
tấn mỗi năm, Hà Nội phải sử dụng nguồn cung từ các tỉnh thành thuộc đồng
4
 


 

bằng sông Hồng như Vĩnh Phúc, Hưng Yên, Hải Dương, Bắc Ninh, Hòa Bình
[5]. Từ đó cho thấy rau là nguồn tiêu thụ chính cho nhu cầu ăn uống hằng ngày
của người dân Hà Nội. Cũng như các loại thực phẩm khác, rau ăn sống là nguồn
chứa vi sinh vật gây bệnh, và khả năng lây truyền vi khuẩn kháng lên người.
Tuy nhiên cho đến nay có rất ít báo cáo đã công bố về tình trạng vi khuẩn
Enterobacteriaceae trong rau ăn sống chứa các gen mã hóa enzym β-lactamase
có khả năng kháng kháng sinh β-lactam. Đặc biệt hơn, tại Việt Nam chưa có
công bố nào về tình trạng kháng kháng sinh của các vi khuẩn
Enterobacteriaceae trong rau ăn sống được bán tại các quán ăn.
Để có những bằng chứng cụ thể về thực trạng ô nhiễm và kháng kháng
sinh của Enterobacteriaceae trong rau ăn sống, chúng tôi quyết định tiến hành
thực hiện luận văn “Đánh giá sự lưu hành và tính kháng kháng sinh của vi
khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae trong rau ăn sống tại một số quận
nội thành Hà Nội”
Mục đích
1. Xác định được tỷ lệ nhiễm vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae
trong rau ăn sống (Nhóm Enterobacteriaceae lên men glucose, nhóm

Enterobacteriaceae lên men lactose – Coliform- và Escherichia coli),
và xác định tính kháng kháng sinh cephalosporin của các chủng vi
khuẩn đã thu thập;
2. Xác định loài vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae sinh enzym βlactamase phổ rộng, AmpC β-lactamase và carbapenemase và gen mã
hóa enzym β-lactamase trong các vi khuẩn Enterobacteriaceae sinh
enzym β-lactamase đã thu thập.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện trên sản phẩm thực phẩm là rau ăn sống thu
thập tại các loại hình kinh doanh là chợ, siêu thị và các quán ăn có phục vụ rau
ăn sống.

5
 


 

Ý nghĩa khoa học
Luận văn đã cung cấp thêm số liệu về sự lưu hành và tính kháng kháng
sinh của vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae trong rau ăn sống tại ba loại
hình kinh doanh là chợ, siêu thị và quán ăn có phục vụ rau sống.
Luận văn là bước khởi đầu cho các nghiên cứu về thực trạng kháng kháng
sinh của vi khuẩn hiện diện trong thực phẩm.
Ý nghĩa thực tiễn
Luận văn cung cấp bằng chứng thực nghiệm về tính kháng kháng sinh
của vi khuẩn đường ruột Enterobacteriacea trong rau ăn sống, qua đó cho thấy
thực tiễn hiện diện của các vi khuẩn kháng kháng sinh trong thực phẩm đang
được tiêu thụ tại chợ, siêu thị và quán ăn.

6

 


 

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. HỌ VI KHUẨN ĐƯỜNG RUỘT ENTEROBACTERIACEAE
1.1.1. Enterobacteriaceae
Họ vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae bao gồm một nhóm lớn các
vi khuẩn gram âm không tạo bào tử, thường có độ dài 1-5 μm, sinh trưởng trong
điều kiện kị khí và hiếm khí tùy ý (ngoại trừ Saccharobacter fermentans và một
số loài thuộc chi Yersinia và Erwinia) và có khả năng di chuyển bằng long,
ngoại trừ chi Shigella và Tatumella. Một đặc điểm chung của
Enterobacteriaceae, giúp phân biệt với các vi khuẩn khác là thiếu cytochrome
C oxidase dẫn đến tạo phản ứng âm tính với oxidase, trừ Plesiomonas spp.
Enterobacteriaceae lên men nhiều loại carbohydrate, trong đó khả năng sản
xuất axit và sinh khí từ quá trình lên men glucose D là một đặc tính chẩn đoán
quan trọng và thường được sử dụng là cơ sở để phát hiện và định lượng
Enterobacteriaceae. Một số thành viên của Enterobacteriaceae (ví dụ
Enterobacter spp., Escherichia coli, Citrobacter spp.và Klebsiella spp.) có thể
được phát hiện và định lượng dựa trên khả năng lên men lactose nhanh chóng
(thường trong vòng 24-48 giờ) tạo ra axít và sinh khí. Nhóm vi khuẩn này được
gọi chung là vi khuẩn Coliform và thường được sử dụng như là các vi sinh vật
chỉ điểm nhiễm phân bởi ngành công nghiệp thực phẩm và nước bởi vì môi
trường sống bình thường của Coliform là đường tiêu hóa của động vật có vú
[6].
Tên gọi họ vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae lần đầu tiên được
đề xuất bởi Rahn vào năm 1937, với chi Escherichia. Sơ đồ phân loại của họ
vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae phức tạp và nhanh chóng thay đổi khi
áp dụng các kỹ thuật tiên tiến xác định loài vi khuẩn dựa trên trình tự axit

nucleic. Số lượng chi và loài Enterobacteriaceae đã tăng từ 12 chi và 36 loài
năm 1974 lên ít nhất 34 chi, 149 loài và 21 phân loài trong năm 2006 [7]. Năm
2011, họ vi khuẩn đường ruột đã tăng lên ít nhất 48 chi, 219 loài và 41 loài phụ.
Theo cơ sở dữ liệu phân loại của Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ vào năm
2015 thì có 63 chi đã được xác định với hơn 210 loài [1], tuy nhiên họ vi khuẩn
đường ruột Enterobacteriaceae có ý nghĩa lâm sàng chỉ bao gồm 20-25 loài, và
7
 


 

các loài khác thì không thường gặp. Số lượng các chi và loài có thể được tăng
lên theo thời gian dựa trên các số liệu chưa được công bố [7].
Enterobacteriaceae được xem là các vi khuẩn chỉ điểm vệ sinh cung cấp
các bằng chứng về vệ sinh an toàn thực phẩm trong chuỗi thức ăn cũng như
trong ngành công nghiệp thực phẩm. Vi khuẩn thuộc họ đường ruột
Enterobacteriaceae được chia thành 3 nhóm, trong đó chủ yếu là nhóm vi
khuẩn không lên men đường lactose bao gồm một số chi như Proteus,
Cronobacter, Shigella; nhóm lên men lactose chậm hoặc do đột biến; nhóm còn
lại thường được phát hiện bởi khả năng lên men lactose nhanh chóng và gọi là
nhóm Coliform bao gồm các chi: Escherichia, Enterobacter, Klebsia, Serratia,
Citrobacter (xem Hình 1.1) [6].

Lên men lactose  
h

h hó

Lên men lactose chậm 

hoặc do biến đổi 

Không lên menlactose  

Hình 1.1. Phân nhóm trong họ vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae [6]
1.1.2. Sự phân bố của Enterobacteriaceae
Các thành viên của họ vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae được
phân bố rộng rãi trong tự nhiên và môi trường. Một số loài là mầm bệnh ở người
và động vật, trong khi một số loài khác gây bệnh cho cây cối và côn trùng. Môi

8
 


 

trường sống tự nhiên của một số chi thuộc họ Enterobacteriaceae và có nguồn
gốc phân lập từ môi trường tự nhiên, thực phẩm và con người được đưa ra
trong Bảng 1.1. Do sự phân bố rộng rãi của họ vi khuẩn Enterobacteriaceae do
đó không thể tránh khỏi một số thành viên của họ Enterobacteriaceae sẽ xâm
nhập vào chuỗi thức ăn, gây ra sự hư hỏng thực phẩm và mang mầm bệnh [8].
Bảng 1.1 Sự phân bố của họ vi khuẩn đường ruột Enterobacteriaceae [8]
Chi
Citrobacter

Sự phân bố và vị trí phân lập
Phân người, mẫu bệnh phẩm, nước thải, đất, nước, thực
phẩm

Enterobacter

Phân bố rộng rãi trong tự nhiên, đất, nước ngọt (sông, suối),
rau, nước thải, phân người, mẫu bệnh phẩm và đường hô hấp

Escherichia

Đường tiêu hóa của người và động vật máu nóng nước, thực
phẩm và đất thông qua sự nhiễm phân)

Klebsiella

Đường tiêu hóa và đường hô hấp ở người và các động vật
khác, phân, đất, nước, hoa quả và rau, ngũ cốc và các mẫu
bệnh phẩm ở người

Proteus

Đường tiêu hóa ở người và động vật, đất, nguồn nước ô
nhiễm

Salmonella

Người và động vật, thực phẩm, nước, môi trường

Serratia

Mẫu bệnh phẩm, khu vực sản xuất, đất, nước, môi trường,
đường tiêu hóa của động vật có móng

Shigella

Đường tiêu hóa của người và linh trưởng

Yersinia

Phân bố rộng rãi ở người và động vật, thực phẩm, đất và
nước

Leclercia 

Thực phẩm, nước, máu

1.1.3. Khả năng gây bệnh của Enterobacteriaceae
Enterobacteriaceae gây ra các bệnh liên quan đến đường tiêu hóa và
nhiễm trùng đường tiết niệu, nhiễm khuẩn huyết,viêm phổi, nhiễm trùng vùng
bụng hoặc vùng chậu, nhiễm trùng nơi phẫu thuật, viêm màng não và các áp xe
khác nhau bao gồm nhiễm khuẩn vết thương (xem Hình 1.2) [1].
9
 


 

Hình 1.2. Các bệnh do vi khuẩn Enterobacteriaceae gây ra trên người [1]
1.1.3.1. Viêm màng não và viêm nhiễm hệ Thần kinh
Một số loài E. coli có thể gây viêm màng não liên quan đến gram âm
(viêm màng não sơ sinh E. coli) ở trẻ sơ sinh với tỷ lệ tử vong có thể lên đến
40%, và những người sống sót thường bị di chứng thần kinh. Sự sống sót của
vi khuẩn trong máu được tạo điều kiện bởi một màng bao axit polysialic
antiphagocytic và protein A màng ngoài vi khuẩn (OmpA). Trong hệ thống thần

kinh trung ương, vi khuẩn có thể gây ra phù nề, viêm và tổn thương thần kinh
[1].
1.1.3.2. Nhiễm trùng đường tiết niệu
Nhóm vi khuẩn gây nhiễm trùng đường tiết niệu (UTI) là một trong
những loài vi khuẩn phổ biến nhất gây nhiễm trùng ở người, gây các triệu chứng
bệnh nghiêm trọng và tốn kém về kinh tế cho việc chữa trị. Escherichia coli
gây nhiễm trùng đường tiết niệu (UPEC) chiếm khoảng 80% các ca UTIs, gây
viêm bàng quang ở bàng quang và viêm thận thận cấp tính ở thận [1].

10
 


 

Loài Enterobacteriaceae phổ biến khác có liên quan đến UTIs là
Klebsiella pneumoniae. Loài này gây nhiễm trên các nhóm bệnh nhân đặc
trưng, như bệnh nhân đái tháo đường hoặc bàng quang rối loạn chức năng và
ống thông tiểu. K. pneumoniae, một tác nhân gây bệnh phổ biến trên các bệnh
nhân do nhiễm trùng bệnh viện, có một số yếu tố quyết định độc lực, bao gồm
khả năng bám dính, hoạt tính phân giải ure và các hệ thống bất hoạt sắt [1].
1.1.3.3. Nhiễm khuẩn huyết
Nhiễm khuẩn huyết là một biến chứng chính của nhiễm trùng
Enterobacteriaceae vì nó có thể dẫn đến nhiễm trùng huyết nặng với suy nội
tạng cấp tính và sốc nhiễm trùng. Trong những năm gần đây, bệnh nhiễm khuẩn
E. coli đã tăng lên và ở Anh, loài này hiện chiếm hơn 30% bệnh nhiễm khuẩn
huyết ở những người trên 75 tuổi [1]. Cũng có sự gia tăng đáng kể về nhiễm
khuẩn huyết do các mầm bệnh gram âm khác gây ra như Leclercia
adecarboxylata. L. adecarboxylata ngoài gây nhiễm khuẩn huyết có thể gây
nhiễm trùng vết thương, đặc biệt trên các bệnh nhân mắc các bệnh nguyên phát

như ung thư, bệnh bạch cầu, suy thận và xơ gan [9]. Nguồn chủ yếu của nhiễm
khuẩn huyết là các vi khuẩn gây bệnh đường tiết niệu. Các nguồn lây nhiễm
máu cổ điển khác bao gồm đường tiêu hóa, liên quan đến cả mầm bệnh đường
ruột cụ thể và vi khuẩn đường ruột cơ hội, có thể chuyển từ lòng ruột sang máu
trong vật chủ với các tình trạng tiềm ẩn (ví dụ như khối u rắn tiêu hóa, viêm túi
mật hoặc điều trị ức chế miễn dịch) [1].
1.1.3.4. Gây bệnh đường ruột
Các mầm bệnh gây bệnh đường ruột quan trọng nhất là Salmonella
enterica, một số phân typ thuộc loài E. coli, Shigella và Yersinia. Mặc dù các
Enterobacteriaceae khác đôi khi có liên quan đến nhiễm trùng đường tiêu hóa,
nhưng ý nghĩa lâm sàng đôi khi gây tranh cãi (ví dụ đối với Plesiomonas
shigelloides hoặc Klebsiella pneumoniae liên quan đến tiêu chảy) [1].

11
 


 

1.2. KHÁNG SINH
1.2.1. Lịch sử ra đời kháng sinh
Kháng sinh được phát hiện vào năm 1928. Fleming ghi nhận một khuẩn
lạc khác thường của nấm mốc trong một số đĩa petri có chứa vi khuẩn
Staphylococcus. Các khuẩn lạc mốc đã khuếch tán các hợp chất xung quanh nó
dẫn tới không có khuẩn lạc Staphylococcus mọc xung quanh khuẩn lạc mốc.
Fleming đã viết bài báo đầu tiên của ông về penicillin trong năm 1929, đề cập
đến việc sử dụng các chất bổ sung vào trong môi trường nuôi cấy vi khuẩn để
chọn lọc và phân lập vi khuẩn Haemophilus influenzae, được cho là nguyên
nhân gây ra bệnh cúm. Theo thời gian, Fleming đã chứng minh rằng penicillin
có khả năng ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn và thậm chí là diệt khuẩn. Tuy

nhiên trong giai đoạn này penicillin đã không được sử dụng rộng rãi. Tiếp đó,
sulfonamidochrysoidine (KI-730, prontosil), được tổng hợp bởi các nhà hóa
học Josef Klarer và Fritz Mietzsch và đã được thử nghiệm bởi nhà vi khuẩn học
người Đức Gerhard Domagk về hoạt tính kháng khuẩn trên các loại bệnh khác
nhau [10]. Trong các khoảng thời gian tiếp theo, rất nhiều họ kháng sinh và thế
hệ kháng sinh mới ra đời, nhằm đáp ứng nhu cầu điều trị bệnh trên người và
động vật (xem Hình 1.3) [11].

Hình 1.3 Lịch sử ra đời các loại kháng sinh [11]
12
 


 

1.2.1.1. Cephalosporin
Họ kháng sinh cephalosporin được phát hiện đầu tiên vào năm 1945, tuy
nhiên phải mất gần 2 thập kỷ để đưa các kháng sinh này vào điều trị. Một thập
kỷ sau phát hiện ban đầu, các chất cephalosporin đã được phân lập và xác định
là sản phẩm lên men của nấm mốc. Các nhà khoa học tại Oxford, bao gồm
Florey và Abraham, với các thiết bị đầy đủ đã nghiên cứu ra đặc điểm cấu trúc
của các cephalosporin, như họ đã làm đối với penicillin một thập kỷ trước đó.
Ba chất cephalosporin P, N, và C đã được xác định. Mỗi sản phẩm đều hoạt
động kháng khuẩn nhưng chỉ cephalosporin C kháng cả vi khuẩn gram âm và
gram dương. cephalosporin C đã trở thành nền tảng để phát triển các dòng
cephalosporin tiếp theo. Dược phẩm cephalosporin đầu tiên là cephalothin, đã
được giới thiệu để sử dụng lâm sàng vào năm 1964. Và đến nay đã có hơn 20
thuốc kháng sinh cephalosporin được sử dụng trong điều trị. Cephalosporin là
một trong những họ kháng sinh được các nhà điều trị kê toa rộng rãi nhất vì độc
tính thấp và khả năng hoạt động phổ rộng của chính kháng sinh này [12].

Về phân loại, cephalosporin gồm 5 thế hệ, dựa vào phổ hoạt động của
kháng sinh (xem Bảng 1.2). Thế hệ đầu hoạt động cephalosporin tập trung chủ
yếu vào các vi khuẩn gram dương. Các thế hệ thứ hai thuốc đã tăng cường hoạt
động chống trực khuẩn gram âm nhưng duy trì mức độ khác nhau của hoạt động
đối với cầu khuẩn gram dương. Các cephalosporin thế hệ thứ ba đã tăng lên rõ
rệt tiềm năng chống lại vi khuẩn gram âm. Tuy nhiên, đối với một số hợp chất
trong nhóm 3, hoạt động chống lại cầu khuẩn gram dương lại giảm. Trong nhóm
thế hệ thứ ba, một vài hợp chất, chẳng hạn như ceftazidime và ceftolozane,
được xem xét riêng biệt cho hoạt động chống lại P. aeruginosa. Thế hệ thứ tư
có phổ hoạt động rộng nhất trong năm nhóm. Các loại thuốc thứ ba và thứ tư
kết hợp cũng được gọi là Cephalosporin rộng phổ. Nhóm thứ năm được gọi là
cephalosporin kháng tụ cầu kháng methicillin bao gồm ceftaroline và
ceftobiprole [12].

13
 


 

Bảng 1.2 Các thế hệ kháng sinh cephalosporin
Thế hệ 1
cephazolin

Thế hệ 2

Thế hệ 3

cefamandole cefoperazone

cephalothin

cefonicid

cefotaxime

cephapirin

cefuroxime

ceftazidime

cephradin

Thế hệ 4

Thế hệ 5

cefepime

ceftaroline

cefpirome ceftobiprole

ceftizoxime
ceftraexone
moxalactam

1.2.1.2. Các kháng sinh β-lactam khác
Ngoài họ cephalosporin, penincillin, bốn loại kháng sinh carbapenems imipenem, meropenem, ertapenem, và doripenem hiện đang được đưa vào

trong điều trị tại một số nước phát triển như Mỹ. Carbapenem hoạt động kháng
nhiều vi khuẩn gram dương, gram âm kị khí và hiếu khí bởi sự thâm nhập hiệu
quả của carbapenem thông qua màng ngoài tế bào, có ái lực cao với các protein
liên kết penicillin, và sự ổn định của chúng chống lại hầu hết các enzym βlactamase phổ rộng (ESBLs) lớp A và enzym β-lactamase lớp C (AmpCs) [13].
1.2.2. Cơ chế kháng kháng sinh
1.2.2.1. Kháng kháng sinh
Kháng sinh đã được con người phát hiện và đưa vào quá trình trị liệu từ
giai đoạn bắt đầu của loài người. Thuốc kháng sinh cơ bản đã được xác nhận
bởi cơ quan quản lý của Mỹ như là loại thuốc được sản xuất bởi một loài sinh
vật để ức chế sự tăng trưởng hoặc để giết chết một loài vi sinh vật khác. Dưới
tác dụng của kháng sinh, một số chủng vi khuẩn đã dần thích nghi và kháng lại
các kháng sinh. Sự xuất hiện của các mầm bệnh kháng nhiều loại thuốc khác
nhau đã làm gia tăng lo ngại về những hậu quả và tác động của hiện tượng này
lên sức khỏe con người và quá trình điều trị bệnh trên người.

14
 


 

Sự kháng thuốc được định nghĩa là sức đề kháng của vi khuẩn đối với
một tác nhân kháng khuẩn mà trước đây chúng chỉ biểu hiện sự nhạy cảm. Đầu
tiên hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn là quá trình tiến hóa tự nhiên,
sau đó hiện tượng kháng thuốc ngày càng gia tăng trong các loài vi sinh vật gây
bệnh bởi sử dụng sai thuốc kháng sinh và sự lây lan toàn cầu của vi khuẩn
kháng thuốc, chủ yếu ảnh hưởng đến bệnh nhân có hệ miễn dịch kém hoặc sức
khỏe yếu. Sự kháng thuốc đã tiêu tốn nhiều chi phí hơn trong quá trình chữa trị
và trong hoạt động nghiên cứu về ngăn ngừa tình trạng kháng kháng sinh. Một
loạt các loại thuốc kháng sinh đã bị kháng bởi các vi sinh vật gây bệnh trong

những thập kỷ gần đây, nhân tố kháng thuốc có thể được tạo ra và lan truyền từ
vi sinh vật này sang vi sinh vật khác, từ loài vi khuẩn này sang loài vi khuẩn
khác theo nhiều cách khác nhau [10].
Thông qua hoạt động chuyển gen, ví dụ, integron, nhân tố axit nucleic
(ADN) di động có thể bắt giữ và mang các gen, được vận chuyển bởi các gen
nhảy (transposon), cho phép các vi sinh vật gây bệnh trao đổi cơ chế kháng
kháng sinh (xem Hình 1.4). Một trường hợp đề kháng tự nhiên được thấy
thường xuyên bởi các tỷ lệ đột biến tự nhiên trong gen nằm trên nhiễm sắc thể
mà sau đó nhân tố đột biến được lan truyền bởi sự nhân lên của vi khuẩn. Một
trong những cơ chế kháng là sự tích hợp của ADN trên hệ gen từ vi khuẩn chết
và plasmid của các tế bào sống, mà cũng có thể xảy ra với integrons đến từ
phẩy khuẩn. Đột biến xảy ra tất cả các thời điểm, thay đổi nucleotid duy nhất
có thể làm thay đổi gen và chuyển gen kháng lên vi sinh vật. Các plasmid từ
một loại vi khuẩn, với bất kỳ integron, có thể dễ dàng chuyển sang vi khuẩn
khác thông qua chuyển gen ngang bởi sự tiếp hợp [10].

15
 


 

Hình 1.4 Nhân tố liên quan đến khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn
[10]
Vật liệu di truyền được trao đổi giữa các vi sinh vật qua ba con đường
chính: (i) Tải nạp ADN, ví dụ: từ Streptococcus mitisto sang Streptococcus
pneumoniae, (ii) biến nạp, ví dụ kháng Methycillin trong Staphylococcus
aureus đã được phân lập trong các mẫu phân ở các trang trại và cơ sở giết mổ;
và (iii) sự tiếp hợp, ví dụ là các plamid chịu trách nhiệm cho sự phổ biến toàn
cầu của các gen mã hóa enzym carbapenemase hoặc β-lactamase, đặc biệt phổ

biến trong các vi khuẩn gram âm và tụ cầu (xem Hình 1.5) [14].

16