(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu phát hiện lectin thực vật có khả năng ngưng kết đặc hiệu với một số vi khuẩn gây nhiễm độc thực phẩm phổ biế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Mai Thị Đàm Linh

NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN LECTIN THỰC VẬT
CÓ KHẢ NĂNG NGƢNG KẾT ĐẶC HIỆU VỚI
MỘT SỐ VI KHUẨN GÂY NHIỄM ĐỘC THỰC PHẨM
PHỔ BIẾN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Mai Thị Đàm Linh

NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN LECTIN THỰC VẬT
CÓ KHẢ NĂNG NGƢNG KẾT ĐẶC HIỆU VỚI
MỘT SỐ VI KHUẨN GÂY NHIỄM ĐỘC THỰC PHẨM
PHỔ BIẾN

Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 62 42 40 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS Bùi Phƣơng Thuận
2. PGS.TS Kiều Hữu Ảnh

Hà Nội - 2014


MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục

1

Danh mục các chữ cái viết tắt

5

Danh mục các bảng

6

Danh mục các hình

7

MỞ ĐẦU

9

Chƣơng 1:Tổng quan tài liệu

12

1.1Tình hình ngộ độc thực phẩm trên thế giới và ở Việt Nam

12

1.1.1 Trên Thế giới

12

1.1.2 Tại Việt Nam

13

1.2 Ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn

14

1.3 Một số vi khuẩn gây bệnh qua đƣờng thực phẩm thƣờng gặp

15

1.3.1Vi khuẩn Salmonella và các bệnh do Salmonella

16

1.3.2 Shigella và bệnh lỵ trựckhuẩn

21

Đặc điểm sinh học của Shigella

21

Ngộ độc thực phẩm do Shigella

24

1.3.3 Escherichia coli gây bệnh

26

Đặc điểm sinh học của vi khuẩn E. coli

26

1.3.3.2 Các nhóm E. coli gây bệnh

28

1.3.4 Staphylococcus aureus

30

1.3.4.1 Đặc điểm sinh học

31

1.3.4.2 Khả năng sinh độc tố

32

1.3.4.3 Nhiễm độc do S. aureus

33

1.3.5 Các nhóm vi khuẩn khác

33

1.3.5.1 Bệnh do Listeria

33

1.3.5.2 Các bệnh do Campylobacter (Campylobacteriosis)

34

1.3.5.3 Bệnh viêm đƣờng ruột – dạ dày do Clostridium perfringens

34

1


1.3.5.4. Bệnh đƣờng ruột- dạ dày do Bacillus cereus

35

1.3.5.5 Vibrio cholera

35

1.3.5.6 Clostridium botulinum và bệnh do Clostridium botulinum (Botulism)
1.4 Các kĩ thuật phân tích, kiểm tra vi khuẩn trong thực phẩm

36
36

1.4.1 Các phƣơng pháp truyền thống

36

1.4.2 Các phƣơng pháp hiện đại

37

1.4.3 Phƣơng pháp sử dụng lectin

40

1.5. Lectin và các ứng dụng trong chẩn đoán vi khuẩn

41

1.5.1 Lectin

41

1.5.1.1 Định nghĩa lectin

41

1.5.1.2 Nguồn lectin trong tự nhiên

42

1.5.1.3 Cấu tạo phân tử lectin

43

1.5.1.4Tính đặc hiệu đƣờng của lectin

44

1.5.1.5 Ứng dụng của lectin

45

1.5.2. Các ứng dụng của lectin trong chẩn đoán vi khuẩn

46

1.5.2.1 Ứng dụng của lectin trong chẩn đoán các vi khuẩn Gram dƣơng

47

1.4.2.1 Ứng dụng lectin trong chẩn đoán vi khuẩn Gram âm

49

1.5.2.3. Mối liên quan giữa tính đặc hiệu đƣờng của lectin và khả năng gây ngƣng kết vi
khuẩn

50

1.5.3 Ý nghĩa của việc sử dụng lectin làm cơng cụ chẩn đốn vi khuẩn

52

Chƣơng 2: Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu

56

2.1 Đối tƣợng nghiên cứu

56

2.2 Dụng cụ - hóa chất – mơi trƣờng

56

2.2.1 Hố chât – sinh phẩm, thiết bị dùng trong nghiên cứu vi sinh vật

56

2.2.2 Hoá chât – sinh phẩm, thiết bị dùng trong tách chiết và nghiên cứu về lectin

57

2.3.3 Môi trƣờng nuôi cấy

57

2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu

57

2.3.1 Phân lập và định danh vi sinh vật

57

2.3.1.1. Kỹ thuật phát hiện Salmonella, Shigella trong thực phẩm

2

57


2.3.1.2 Phƣơng pháp phát hiện E. coli trong thực phẩm theo kĩ thuật IMViC

60

2.3.1.3 Phân lập vi khuẩn Staphylococcus aureus

62

2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu về lectin

65

2.3.2.1 Tách chiết và tinh sạch lectin

65

2.3.2.2. Xác định hoạt độ lectin bằng phản ứng ngƣng kết hồng cầu

65

2.3.2.3. Phản ứng ngƣng kết giữa các tế bào vi khuẩn và lectin

66

2.3.2.4. Phƣơng pháp tiến hành phản ứng đặc hiệu đƣờng

67

2.3.2.5 Xác định ảnh hƣởng của pH lên hoạt độ của lectin

67

2.3.2.6 Xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ lên hoạt độ của lectin

68

2.3.2.7. Phƣơng pháp định lƣợng protein

68

2.3.2.8. Phƣơng pháp sắc ký trao đổi ion trên cột CM- Sephadex

69

2.3.2.9. Phƣơng pháp điện di biến tính trên gel polyacrylamide (SDS-PAGE)

71

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

72

3.1. Nghiên cứu khả năng gây ngƣng kết của lectin lên một số nhóm vi khuẩn gây ngộ độc
thực phẩm thƣờng gặp

72

3.2 Tính đặc hiệu đƣờng của dịch chiết lectin

74

3.3 Nghiên cứu mối tƣơng tác giữa lectin với một số vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm phân lập
đƣợc

78

3.3.1 Phân lập vi khuẩn

78

3.3.1.1. Phân lập Salmonella

78

3.3.1.2 Shigella

80

3.3.1.3 Escherichia coli

81

3.31.4 Staphylococcus aureus

84

3.2.2 Kết quả gây ngƣng kết của lectin thực vật với vi khuẩn phân lập

88

3.2.2.1 Tác dụng gây ngƣng kết của lectin với các chủng thuộc chi Salmonella

88

3.3.2.2 Tác dụng gây ngƣng kết của lectin với Shigella

91

3.3.2.3 Tác dụng của lectin lên các loài vi khuẩn thuộc chi E.coli

93

3.3.2.4 Tác dụng của lectin lên các loài vi khuẩn thuộc chi Staphylococcus

96

3


3.3.2.5. Nghiên cứu tính chất gây ngƣng kết đặc hiệu của lectin để ứng dụng lectin vào
phân loại vi khuẩn nghiên cứu

101

3.4 TINH CHẾ VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH HĨA SINH MIỄN DỊCH CỦA 2 LECTIN
CHỌN LỰA

107

3.4.1 Tinh chế và nghiên cứu đặc tính lectin hạt Đậu ma

107

3.4.1.1. Lựa chọn đệm chiết thích hợp cho q trình tinh chế

107

3.4.1.2 Tinh chế lectin hạt Đậu ma bằng kết tủa phân đoạn nhờ điều chỉnh pH

108

3.4.1.3. Tinh chế ĐM-CP2 trên cột sắc ký trao đổi ion CM- Sephadex

109

3.3.1.4. Nghiên cứu một số tính chất hóa sinh của lectin hạt Đậu ma

112

3.4.2. Tinh chế và nghiên cứu đặc tính lectin từ cây Tú cầu đỏ

117

3.4.2.1. Sắc kí qua cột trao đổi ion DE-52 Cellulose

117

3.3.2.2. Kiểm tra độ tinh sạch của chế phẩm bằng điện di biến tính

119

3.3.2.3. Nghiên cứu một số đặc tính của lectin Tú cầu đỏ

120

KẾT LUẬN

125

KIẾN NGHỊ

126

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN

127

TÀI LIỆU THAM KHẢO

128

PHỤ LỤC

4


BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BSA

Albumin huyết thanh bò (Bovine serum albumine )

CDC

Trung tâm kiểm soát và ngăn ngừa bệnh dịch
(Centers of Disease Control and Prevention)

Con A

Concanavalin A (lectin từ cây Đậu rựa – jack bean)

Gal

Galactose

GalNAc

N- acetylgalactosamine

Glc

Glucose

GlcNAc

N - acetylglucosamine

Fuc

Fucose

FucNAc

N – acety L- fucosamine

Man

Mannose

ManNAc

N- acety – D - Mannosamine

Rha

Rhamnose

Rib

Ribose

HAA

Hoạt độ ngƣng kết hồng cầu (Hemagglutinating activity )

HĐR

Hoạt độ riêng

HĐTS

Hoạt độ tổng số

KN

Kháng nguyên

LPS

Lipopolysaccharide

PAGE

Điện di trên gel polyacrylamid
(Polyacrylamide gel Electrophoresis )

PBS

Phosphate buffered saline

PCR

Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase Chain Reaction)

WGA

Wheat germ agglutinin (lectin mầm lúa mỳ)

5


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Tình hình ngộ độc thực phẩm tại Việt Nam

12

1.2

Các phân tử trên bề mặt tế bào có khả năng tƣơng tác với lectin

48

1.3

Một số đặc điểm quan trọng của lectin trong việc ứng dụng thành các sản

56

phẩm chẩn đốn vi sinh vật
2.1

Bảng kí hiệu các chủng vi khuẩn phân lập đƣợc trên thực phẩm

64

3.1

Sự tƣơng tác giữa lectin thực vật với các vi khuẩn nghiên cứu

72

3.2

Tác dụng ức chế của đƣờng lên các dịch lectin thô

75

3.3

Kết quả phân lập Salmonella trên các mẫu thức ăn

78

3.4

Kết quả phân lập Shigella trên các nhóm thực phẩm

80

3.5

Kết quả phản ứng sinh hóa của các chủng E. coli phân lập

82

3.6

Kết quả ngƣng kết với kháng huyết thanh của các chủng nghiên cứu

83

3.7

Sự có mặt của Staphylococcus aureus trên các mẫu thức ăn

85

3.8

Kết quả thí nghiệm xác định enzym coagulase của các chủng phân lập

87

3.9

Tác dụng gây ngƣng kết của lectin với Salmonella

89

3.10

Tác dụng gây ngƣng kết của lectin với Shigella flexneri

92

3.11

Tác dụng gây ngƣng kết của lectin với vi khuẩn E.coli

94

3.12

Sự tƣơng tác giữa lectin với các loài vi khuẩn Staphylococcus

97

3.13

Sự tƣơng tác giữa lectin với các vi khuẩn nghiên cứu

102

3.14

Kết quả loại bỏ protein tạp DCT lectin hạt Đậu ma bằng pH 3.5

108

3.15

Kết quả loại bỏ protein tạp DCT lectin hạt Đậu ma bằng pH 9.5

109

3.16

Kết quả về tính đặc hiệu đƣờng của lectin Đậu ma

116

3.17

Khả năng ngƣng kết vi khuẩn của dịch thô và chế phẩm hạt Đậu ma

117

3.18

Kết quả tinh chế lectin Tú cầu đỏ qua cột DE – 52

120

3.19

Kết quả về tính đặc hiệu đƣờng của lectin Tú cầu đỏ

122

3.20

Tác dụng gây ngƣng kết của lectin Tú cầu với các vi khuẩn nghiên cứu

123

6


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

1.1

Hình thái vi khẩn Salmonella dƣới kính hiển vi điện tử

17

1.2

Thành phần kháng nguyên của vi khuẩn Salmonella

17

1.3

Cấu trúc kháng nguyên O của Salmonella O6,7

19

1.4

Cấu trúc kháng nguyên O của Salmonella O62 ssp.arizonae

19

1.5

Cấu trúc kháng nguyên O của Shigella flexneri serotype Y

23

1.6

Mơ hình cấu tạo độc tố vi khuẩn Shigella

24

1.7

Sự xâm nhập của Shigella trong tế bào biểu mô ruột

25

1.8

Cấu trúc của oligosaccharide (1) và O-polysaccharide (2) của E. coli

27

O150
1.9

Cấu trúc lớp glycan của Staphylococcus aureus

31

1.10

Vị trí liên kết đặc hiệu đƣờng Gal/GaNAc của 4 loại lectin họ Đậu

44

1.11

Lectin ConA ngƣng kết với E. coli gián tiếp qua đƣờng mannose

50

2.1

Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan giữa mật độ quang học và nồng độ

68

protein chuẩn theo phƣơng pháp Lowry
3.1

Kết quả phản ứng sinh hoá của chủng Salmonella phân lập

79

3.2

Hình dạng tế bào của chủng Shigella

80

3.3

Kết quả các phản ứng sinh hố của chủng Shigella

80

3.4

Hình thái khuẩn lạc và tế bào của E.coli

81

3.5

Kết quả phản ứng sinh hóa của E.coli

82

3.6

Hình ảnh khuẩn lạc S. aureus trên mơi trƣờng Chapman

84

3.7

Hình ảnh tế bào của chủng S. aureus phân lập

85

3.8

Hình ảnh khuẩn lạc của S. aureus trên mơi trƣờng Baird-Parker chứa

86

lỏng đỏ trứng gà
3.9

Kết quả ngƣng kết của lectin thực vật với chủng Salmonella

7

90


3.10

Hình ảnh ngƣng kết của các nhóm lectin thực vật với chủng E. coli

95

3.11

Sơ đồ khoá định loại các chủng vi khuẩn E. coli

96

3.12

Sơ đồ khoá định loại các chủng thuộc chi Staphylococcus

101

3.13

Sơ đồ khoá định loại tổng quát các loài vi khuẩn nghiên cứu

104

3.14

Sắc ký đồ ĐM-CP2 trên cột CM-Sephadex

110

3.15

Ảnh điện di lectin hạt Đậu ma

111

3.16

Ảnh hƣởng của pH lên hoạt độ lectin hạt Đậu ma

113

3.17

Độ bền với pH của lectin hạt Đậu ma

113

3.18

Độ bền với nhiệt của lectin hạt Đậu ma

114

3.19

Sắc kí đồ cột DE - 52 Cellulose của dịch chiết thô Tú cầu đỏ

118

3.20

Ảnh điện di lectin Tú cầu đỏ

119

3.19

Ảnh hƣởng của pH lên chế phẩm lectin Tú cầu đỏ

120

3.20

Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên chế phẩm lectin Tú cầu đỏ

121

8


MỞ ĐẦU
Thực phẩm an tồn có vai trị quyết định đối với sức khỏe con ngƣời, tới chất
lƣợng cuộc sống hiện tại cũng nhƣ phát triển giống nịi. Việc khơng đảm bảo an tồn
vệ sinh thực phẩm (ATVSTP) có thể dẫn đến ngộ độc thực phẩm, nhiễm trùng thực
phẩm và bệnh do thực phẩm. Mỗi năm Việt Nam có khoảng 2 triệu ngƣời bị ngộ độc
thực phẩm hoặc ngộ độc có liên quan đến thực phẩm, chi phí cho việc giải quyết các vụ
ngộ độc ƣớc tính trên 2000 tỷ đồng/năm [2].
Nguyên nhân gây ra ngộ độc thực phẩm thƣờng gặp là do hóa chất, do độc tố,
do vi sinh vật …Tuy nhiên nguyên nhân chính gây ngộ độc thực phẩm là do nhiễm vi
khuẩn và chủ yếu tập trung vào các vi khuẩn nhƣ: Salmonella, Shigella, Escherichia
coli, Staphylococus aureus, Vibrio cholerae, Clostridium perfringens…[40]. Số lƣợng
các ca ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn vẫn ngày càng tăng, không chỉ ở những nƣớc
đang phát triển mà cả các nƣớc có nền kinh tế vững mạnh . Để làm giảm nguy cơ ngộ
độc thức ăn cần có nhiều biện pháp đồng bộ từ việc trang bị kiến thức cho những ngƣời
liên quan trực tiếp đến thực phẩm, chủ động làm sạch mơi trƣờng, thực hiện quy trình
vệ sinh đề phịng sự ô nhiễm và đặc biệt là cần thƣờng xuyên kiểm tra phát hiện mức
độ ô nhiễm vi khuẩn gây bệnh đối với thực phẩm.
Có rất nhiều phƣơng pháp khác nhau để kiểm tra, phát hiện sự có mặt của vi
khuẩn trên thực phẩm nhƣ phƣơng pháp nuôi cấy truyền thống, phƣơng pháp sử dụng
sinh học phân tử hay phƣơng pháp miễn dịch. Phƣơng pháp sử dụng sinh học phân tử
cho kết quả nhanh, chính xác nhƣng lại tốn kém, địi hỏi trang thiết bị và nguyên vật
liệu đồng bộ với chi phí cao trong khi phƣơng pháp truyền thống địi hỏi thời gian và

công sức lớn của kỹ thuật viên và vẫn là phƣơng pháp đƣợc dùng phổ biến tại các
phịng thí nghiệm ở Việt Nam [72]. Tuy vậy, phƣơng pháp vẫn gặp phải một số khó
khăn khi triển khai tại các phịng thí nghiệm nhỏ. Hƣớng nghiên cứu sử dụng lectin
trong phát hiện, phân loại vi khuẩn đang đƣợc quan tâm trong thời gian gần đây. Ƣu

9


điểm của phƣơng pháp này là cho kết quả nhanh, không đắt tiền, độ lặp lại cao, các
nguyên liệu trong thí nghiệm bền và dễ bảo quản [45], đặc biệt là có thể triển khai tại
các phịng thí nghiệm phân tích nhỏ.
Lectin là một protein khơng có chức năng xúc tác, khơng có tính chất miễn dịch
nhƣng có khả năng liên kết thuận nghịch, phi hóa trị các carbohydrate mà không làm
thay đổi cấu trúc của carbohydrate đƣợc liên kết [55]. Bề mặt của tế bào vi khuẩn có
nhiều gốc đƣờng có khả năng tƣơng tác với lectin, mang tính đặc hiệu cao. Do vậy, dựa
vào mối tƣơng tác lectin – vi khuẩn có thể nhận biết đƣợc nhóm vi khuẩn nào có liên
kết đặc hiệu với lectin, từ đó sử dụng lectin để nhận biết đƣợc nhóm này. Đã có nhiều
cơng bố về việc sử dụng lectin để phát hiện một số vi khuẩn, điển hình nhƣ lectin từ
đậu tƣơng (SBA) và ốc sên (HPA) để nhận biết Bacillus anthracis – vi khuẩn gây bệnh
than – một vi khuẩn rất khó phân biệt với các chủng Bacillus khác, lectin mầm lúa mỳ
(WGA) giúp phát hiện vi khuẩn Neisseria…[41]. Lectin đã trở thành một chất thử tiêu
chuẩn dùng trong phân loại vi sinh vật học [110]. Thêm vào đó vì lectin có hoạt độ cao
nên tác dụng ở những nồng độ rất lỗng, có tính đặc hiệu và có thể sử dụng ở dạng dẫn
xuất gắn enzym, vàng, các đồng vị phóng xạ hoặc các chất chuẩn. Nguồn lectin đƣợc
sử dụng nghiên cứu trong phân loại vi khuẩn thƣờng có nguồn gốc từ thực vật do có
nhiều ƣu điểm nhƣ nồng độ lectin cao, đặc hiệu với nhiều loại đƣờng, dễ tách
chiết…[56].
Việt Nam là một nƣớc nhiệt đới với nguồn thực vật phong phú. Đây chính là
nguồn cung cấp lectin dồi dào mà chƣa đƣợc khám phá. Trong nƣớc, các lectin thực
vật mới đƣợc tập trung nghiên cứu về các đặc tính, q trình tinh sạch và ứng dụng

trong y học. Hƣớng nghiên cứu ứng dụng lectin trong phát hiện vi sinh vật chỉ đƣợc bắt
đầu một vài năm trở lại đây. Kết quả bƣớc đầu cho thấy việc xác định các vi khuẩn gây
bệnh bằng lectin có độ đặc hiệu cao, ổn định, cho kết quả nhanh, dễ thực hiện và ít tốn
kém [20, 21, 22]. Tuy vậy các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc thăm dò khả năng

10


ngƣng kết của lectin đối với một số loài vi khuẩn. Tại Việt Nam chƣa có cơng trình
nghiên cứu nào thống kê đầy đủ về mối tƣơng tác đặc hiệu của lectin với các loài vi
khuẩn gây bệnh, đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh qua thực phẩm. Do tiềm năng ứng dụng
lớn của lectin, luận án đƣợc tiến hành với những mục tiêu:
1.

Phát hiện, nghiên cứu, tuyển chọn đƣợc các nhóm lectin tƣơng tác đặc

hiệu với các nhóm vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm phân lập tại Việt Nam.
2.

Tinh chế, xác định đƣợc một số tính chất các lectin có biểu hiện tƣơng

tác đặc hiệu với vi khuẩn, bƣớc đầu xây dựng quy trình phát hiện vi khuẩn gây ngộ độc
thực phẩm bằng phản ứng ngƣng kết với lectin.
Những đóng góp mới của luận án:
1.

Đây là cơng trình đầu tiên nghiên cứu một cách toàn diện về các nhóm

lectin thực vật gây ngƣng kết đặc hiệu với một số vi khuẩn gây bệnh qua đƣờng thực
phẩm.

2.

Bƣớc đầu xây dựng đƣợc quy trình phát hiện và phân biệt 4 vi khuẩn

Eschesrichia coli gây bệnh (EPEC), Shigella flexneri, Staphylococcus aureus và
Salmonella bằng lectin.
3.

Đã đƣa ra đƣợc quy trình tinh chế tách chiết một số lectin có ngƣng kết

đặc hiệu với vi khuẩn Eschesrichia coli gây bệnh (EPEC) và vi khuẩn Salmonella.

11


Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 TÌNH HÌNH NGỘ ĐỘC THỰC PHẨM TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.1.1. Trên Thế giới
Theo ƣớc tính của WHO (2008), hàng năm trên Thế giới có khoảng 130 triệu
ngƣời mắc bệnh tiêu chảy, trong đó xấp xỉ 70% là do truyền qua đƣờng ăn uống nhƣ ăn
phải thực phẩm bị nhiễm bẩn, hóa chất hay vi sinh vât gây bệnh [108]. Cũng theo
WHO, hơn 49 nƣớc đang phát triển trung bình có tỷ lệ chết do tiêu chảy ở trẻ em dƣới
5 tuổi là 6,6%, chiếm 36% ca tử vong do mọi nguyên nhân của trẻ em dƣới 5 tuổi. Ở
Mỹ, theo thống kê của Trung tâm Kiểm sốt và Phịng ngừa dịch bệnh (CDC) thì mỗi
năm có khoảng 5% dân số bị ngộ độc trong năm, với khoảng 5000 ngƣời chết [40]. Tại
Pháp, hàng năm có khoảng 75 vạn ca ngộ độc thực phẩm (1210 ca/10 vạn dân) trong
đó 7 vạn ca cấp cứu trong tình trạng nguy kịch, 113 nghìn ca phải nhập viện [80]. Tại
Thái Lan, Ân Độ, Philipin có khoảng 100 ngƣời vào viện hằng ngày do nguyên nhân

sử dụng thực phẩm khơng an tồn. Theo thống kê ở Philipin thì tiêu chảy là một trong
10 nguyên nhân gây bệnh chính với tổng số 19.498 ca (1997) và 19.598 ca (1998) [80].
Đặc biệt năm 2011, một biến chủng E. coli cực độc đã gây tình trạng nhiễm khuẩn thực
phẩm bùng phát tại Đức và một số nƣớc châu Âu khác với 16 ngƣời chết và hơn 1.000
ngƣời mắc bệnh, trong đó gần 400 ngƣời có nguy cơ tử vong. Theo Trung tâm Kiểm
soát và Ngăn ngừa dịch bệnh châu Âu (ECDC), đã có 9 trƣờng hợp đƣợc thơng báo ở
Thụy Điển, 4 ngƣời trong số đó có đi du lịch tới phía bắc nƣớc Đức. Vụ dịch này đã
gây thiệt hại lớn cho ngành nông nghiệp châu Âu khi ECDC thông báo vi khuẩn bị lây
nhiễm qua các thực phẩm nhƣ dƣa chuột, cà chua, giá đỗ…

12


1.1.2. Tại Việt Nam
Theo thống kê, mỗi năm Việt Nam có khoảng 250-500 vụ ngộ độc thực phẩm
với 3000 - 5000 nạn nhân nhập viện và 30 - 100 ca tử vong [4]. Nhà nƣớc cũng phải
dành một kinh phí rất lớn cho việc điều trị, xét nghiệm và điều tra tìm nguyên nhân ngộ
độc. Theo cục ATVSTP, năm 2012 số vụ ngộ độc thực phẩm xảy ra trong toàn quốc có
giảm nhẹ so với cuối năm 2010 nhƣng số ngƣời chết và nhập viện có chiều hƣớng tăng
cao so với năm 2011 (Bảng 1.1). Số ngƣời mắc tăng so với năm trƣớc là 54,8%, số
ngƣời nhập viện tăng 43,5%, số ngƣời tử vong tăng 53,6%. Số ca mắc ngộ độc thực
phẩm tập trung cao nhất ở miền Đông Nam Bộ chiếm 51,91%. Số tử vong do ngộ độc
thực phẩm tập trung nhiều ở các vùng núi phía Bắc chiếm 51,81% [4,107].
Bảng 1.1 Tình hình ngộ độc thực phẩm tại Việt Nam
(nguồn: />
Năm
Số vụ ngộ độc
Số ca mắc
Số ca tử vong
Số ca nhập viện

2010
175
5664
51
3978

2011
148
4700
27
3663

2012
168
5541
34
4335

Nguyên nhân hàng đầu trong các vụ ngộ độc thực phẩm là do vi sinh vật. Trong
số đó, vi khuẩn chiếm tỉ lệ cao và là nguyên nhân chính gây ra các vụ tiêu chảy hàng
loạt (chiếm 33-49%) [2]. Các vi khuẩn gây bệnh thƣờng gặp là Salmonella, Shigella,
Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Vibrio cholerae… Bệnh thƣờng xảy ra do
thực phẩm bị nhiễm vi sinh vật gây bệnh trong quá trình chế biến, bảo quản nhƣ thức
ăn nấu chƣa kĩ, để lâu ở nhiệt độ thƣờng, thực hiện khâu vệ sinh kém…[23].
Salmonella là nguyên nhân của 70% vụ ngộ độc do vi khuẩn, có trong nhiều loại thực
phẩm (đồ nguội, thịt nguội, nghêu sị, gà chƣa nấu chín, sản phẩm từ sữa sống…) nhất
là các món ăn chế biến từ trứng tƣơi hoặc còn hơi tƣơi sống [40]. Độc tố từ vi sinh vật
cũng là một trong các nguyên nhân chiếm 20-30% các vụ ngộ độc thực phẩm tập thể.

13


Trong số này, vi khuẩn Staphylococcus aureus hiện diện nhiều trong các món ăn làm
bằng tay (bánh ngọt), vi khuẩn Clostridium perfringens hay phát sinh trong các món
đƣợc nấu, nƣớng và hâm nóng.
Ngồi ra, ngộ độc thực phẩm cịn có ngun nhân là do thực phẩm bị ơ nhiễm
hóa chất (chiếm11-27%) nhƣ cyanua, asen, các kim loại nặng, benladol, hóa chất bảo
quản thực phẩm, hóa chất bảo vệ thực vật. 27% số vụ ngộ độc là do ăn phải thực phẩm
cịn tồn đọng hóa chất hay bị đầu độc qua nƣớc, thức ăn, khơng khí…
1.2 . NGỘ ĐỘC THỰC PHẨM DO VI KHUẨN

Ngộ độc thực phẩm có nguyên nhân từ vi khuẩn đƣợc chia thành 3 nhóm chính:
 Nhiễm trùng phát sinh từ thực phẩm (Foodborne infections)
Nhiễm trùng phát sinh từ thực phẩm xảy ra do ăn phải thức ăn nƣớc uống bị
nhiễm các vi vi sinh vật và virut gây bệnh đƣờng tiêu hóa. Các tế bào sống của các tác
nhân gây bệnh đƣờng ruột xâm nhập qua đƣờng thực phẩm, sinh sản và sinh độc tố
(nhiễm trùng). Đại diện của nhóm này là các vi khuẩn nhƣ Salmonella, E. coli,
Shigella, Camplyobacter, Listeria, …
 Bệnh nhiễm và gây độc phát sinh từ thực phẩm (foodborne toxicoinfections)
Các tác nhân gây bệnh trong nhóm này bao gồm một số trực khuẩn Gram dƣơng
sinh bào tử và một số trực khuẩn Gram âm. Các vi khuẩn sinh trƣởng, hình thành và
giải phóng ra độc tố sau khi xâm nhập vào hệ đƣờng ruột – dạ dày. Thơng thƣờng
chúng cần phải có mặt ở những nồng độ cao mới đủ để gây bệnh. Các vi khuẩn gây
bệnh thƣờng gặp là Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Vibrio cholera, E. coli
gây bệnh đƣờng ruột…

14

 Bệnh ngộ độc phát sinh từ thực phẩm (foodborne intoxications)
Các vi sinh vật gây bệnh là các chủng tạo ra độc tố khi chúng sinh trƣởng trên
thực phẩm và các thành phần của thực phẩm. Độc tố có thể là các protein hoặc các
phân từ hữu cơ không bền hoặc bền với nhiệt. Một độc tố có thể gây ra các triệu chứng
đƣờng ruột, triệu chứng thần kinh, thậm chí có thể gây ung thƣ. Bệnh ngộ độc thực
phẩm có nguồn gốc vi sinh vật xảy ra do ăn phải một loại thực phẩm chứa độc tố đã
đƣợc hình thành từ trƣớc đó. Nhóm vi khuẩn có sinh độc tố hay gặp trong thực phẩm là
Staphylococcus aureus, Clostridium botulium.
Vi khuẩn là một trong những nguyên nhân chính gây ra ngộ độc thực phẩm,
chịu trách nhiệm cho khoảng 40% các vụ ngộ độc do vi sinh vật. Các báo cáo về số
lƣợng các ca ngộ độc thực phẩm trên thế giới trong 3 năm gần đây (2010 – 2013) cho
thấy con số này khơng những giảm đi mà cịn có nguy cơ tăng cao, đặc biệt ở một số
nhóm vi khuẩn quan trọng nhƣ Salmonella, Listeria…[105]. Để giảm thiểu tỷ lệ ngộ
độc thực phẩm cần rất nhiều các biện pháp phối hợp đồng bộ trong đó việc phát hiện
mức độ ô nhiễm vi khuẩn gây bệnh trên thực phẩm là điều cốt lõi. Quá trình xác định
đúng nguyên nhân gây bệnh sẽ đóng vai trị chính trong cơng tác đảm bảo vệ sinh an
toàn thực phẩm, làm giảm các vụ ngộ độc thực phẩm và bệnh tật do vi khuẩn gây ra.
Ngồi ra, việc xác định này cịn giúp cho việc chủ động kiểm tra đánh giá các số liệu
dịch tễ học nhƣ xác định loại thực phẩm, nguyên nhân truyền bệnh, phát sinh ngộ độc
hoặc khu vực và điểm vụ dịch nào đã là nguồn lây lan…từ đó sẽ có những chính sách
hợp lý trong cơng tác đảm bảo ATVSTP.
1.3 MỘT SỐ VI KHUẨN GÂY BỆNH QUA THỰC PHẨM THƢỜNG GẶP

Theo báo cáo của WHO và CDC (2013) về nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm
trên thế giới trong 2 năm 2009 - 2010, Samonella đứng thứ nhất trong số các vi khuẩn
gây ngộ độc thực phẩm, đứng thứ hai trong số các nguyên nhân sinh học gây ngộ độc
thực phẩm (chỉ sau Norovirus) [44, 105]. Shigella và E. coli cũng đứng trong nhóm

15

năm vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến nhất. Còn về ngộ độc thực phẩm do độc
tố sinh học, Staphylococcus aureus đóng vai trị chính cùng với vi khuẩn Clostridium
perfringens. Tại Việt Nam, các nghiên cứu gần đây cũng cho thấy 4 nhóm vi khuẩn
này là nguyên nhân của nhiều vụ ngộ độc lớn [5,12,13].
1.3.1. Vi khuẩn Salmonella và các bệnh do Salmonella
1.3.1.1. Vi khuẩn Salmonella
Salmonella là một trong những tác nhân gây bệnh cho ngƣời và súc vật truyền
từ thực phẩm, chủ yếu từ thịt (heo, bò, gia cầm) và các sản phẩm của thịt, trứng và các
sản phẩm từ trứng bị nhiễm khuẩn. Theo thống kê, hàng năm trên Thế giới có khoảng
16-33 triệu ngƣời mắc bệnh thƣơng hàn và có khoảng 155 ca tử vong [58].
Hàng năm Việt Nam có khoảng 10.000-20.000 trƣờng hợp mắc thƣơng hàn, và
có khoảng hàng chục ngƣời tử vong mỗi năm [4,13]. Bệnh tản phát ở nhiều tỉnh hay
tạo ra các vụ dịch nhỏ ở đồng bằng sông Cửu Long, ven biển miền Trung, một số tỉnh
đồng bằng Bắc bộ và ở miền núi phía Bắc.
Salmonella thuộc họ Enterobacteriacea, là vi khuẩn gặp nhiều trong tự nhiên
nhƣ ở ruột gia súc, động vật có vú hoang dại, bị sát, chim và côn trùng. Vi khuẩn
Salmonella đƣợc đặt tên theo nhà khoa học đã phát hiện ra chúng - Daniel Salmon.
Phần lớn các thành phần của vi khuẩn đã đƣợc xác định và cho thấy rằng các serovar
của Salmonella có mức tƣơng đồng về trình tự ADN cao (95 -99%). Do vậy hệ thống
định danh hiện nay cho rằng Salmonella chỉ có hai lồi đó là S. enterica (tên liên quan
đến nguyên nhân gây bệnh đƣờng ruột của vi khuẩn) và S. bongori. Salmonella.
enterica có 6 dƣới lồi (subspecies) gồm Salmonella enterica subsp. enterica,
Salmonella enterica subsp. salamae, Salmonella enterica subsp. arizonae, Salmonella
enterica subsp. diarizonae, Salmonella enterica subsp. hautenae và Salmonella
enterica subsp. indica hoặc subspecies I, II, IIIa, IIIb, IV và VI) [38]. Trƣớc đây S.

16

bongori là một thành viên của S. enterica subspecies V nhƣng sau đó đƣợc tách ra
thành 1 lồi riêng biệt.
Salmonella là trực khuẩn Gram âm, có thể đứng riêng rẽ hoặc xếp thành chuỗi,
có khả năng di động, khơng sinh nội bào tử (Hình 1.1). Salmonella là vi khuẩn yếm khí
tùy tiện, có sức đề kháng cao. Chúng phát triển ở nhiệt độ 60C – 420C (thích hợp nhất
là 350C - 370C) và pH 6-9 (thích hợp nhất ở pH 7,2), tại nhiệt độ 180C - 420C chúng có
thể sống đƣợc 15 ngày, khi đun nóng 600C chúng sống đƣợc 10 phút và chỉ 2 phút ở
1000C đã tiêu diệt đƣợc lồi vi khuẩn này [18].

Hình 1.1 Hình thái vi khuẩn Salmonella
dƣới kính hiển vi điện tử
(Nguồn: www.dmacasia.com)

Hình 1.2. Thành phần kháng nguyên của vi
khuẩn Salmonella
(Nguồn: www.bact.wisc.edu)

Salmonella mang 3 loại kháng nguyên chính: kháng nguyên roi (kháng nguyên
H), kháng nguyên thân (kháng nguyên O) và kháng nguyên bề mặt (kháng nguyên Vi)
(Hình 1.2).
Kháng nguyên roi (kháng nguyên H)
Kháng nguyên H đóng vai trị quan trọng trong cơ chế gây bệnh của Salmonella.
Kháng nguyên H không tham gia gây bệnh nhƣng chúng kích thích cơ thể tạo thành
kháng thể kháng H gây nên hiện tƣợng ngƣng kết. Phản ứng ngƣng kết này có ý nghĩa
thực tiễn để chẩn đốn bệnh thƣơng hàn [52].
17


Theo Kauffmann, các Salmonella đều có kháng nguyên H dƣới 2 pha: pha 1
đƣợc ghi bằng chữ viết thƣờng a, b, c, d... hoặc pha 2 đƣợc ghi bằng các chữ số Ả Rập

1,2,…Hai pha này đƣợc mã hóa bởi gen fliC hoặc fliB [52].
Kháng nguyên thân (kháng nguyên O)
Kháng ngun O có ở tất cả các lồi Salmonella. Kháng nguyên O đƣợc thể
hiện ở trên bề mặt của lớp màng ngoài và đƣợc quyết định bởi chuỗi đƣờng đặc hiệu ở
trên bề mặt tế bào. Đây là thành phần quan trọng trong việc tạo ra độc tố của
Salmonella. Kháng nguyên O cũng là vị trí quan trọng trong quá trình nhận biết tế bào
cũng nhƣ liên kết vi khuẩn với các thành phần khác, trong đó có lectin.
Bản chất của kháng nguyên O là lypopolysaccharide (LPS) trong đó chuỗi O
vƣơn ra ngoài tế bào đƣợc cấu tạo bởi các phân tử đƣờng gồm D- galactose, L –
rhamnose, D – mannose [47]. Cấu trúc oligosaccharide của lõi giúp cho các tế bào biểu
mô nhận ra và tiếp nhận vi khuẩn, kháng nguyên O cần thiết cho sự tạo thành kháng
huyết thanh. Dựa vào thành phần kháng nguyên O, Salmonella chia thành 2 nhóm: một
nhóm có N-acetylglucosamine (GlcNAc) hoặc N-acetylgalactosamine (GalNAc) trong
cấu trúc và nhóm kia có galactose (Gal) là đƣờng đầu tiên trong đơn vị O lặp lại [38].
Thành phần carbohydrate trong cấu trúc kháng nguyên O ở Salmonella rất đa dạng.
Một số cấu trúc oligosaccharide của kháng nguyên O đƣợc chỉ ra trong hình 1.3, 1.4.

Hình 1.3. Cấu trúc một phần kháng nguyên O của Salmonella O6,7 [38]
Chú thích p: các monosaccharide ở dạng pyranose.

18


Hình 1.4. Cấu trúc một phần kháng nguyên O của Salmonella O62 ssp.arizonae [38]
Chú thích p: các monosaccharide ở dạng pyranose.

Trong sơ đồ Kauffmann – White, các kháng nguyên O đƣợc phân chia thành các
nhóm riêng biệt và đƣợc đặt tên bắt đầu từ nhóm A bao gồm các kháng nguyên O:1,
O:2, O:12 đến nhóm Z, nhóm chỉ có một kháng nguyên duy nhất là O:50 [52].
Kháng nguyên bề mặt (Kháng nguyên K – Kháng nguyên Vi)

Là kháng nguyên bề mặt bao bên ngoài thành tế bào vi khuẩn, dƣới dạng một
màng mỏng nên khơng nhìn thấy đƣợc dƣới kính hiển vi thƣờng.
Kháng nguyên Vi giúp vi khuẩn chống lại sự tiêu diệt trực tiếp của các bổ thể
và đại thực bào, sống sót và nhân lên trong các đại thực bào. Ngồi ra nó cịn làm giảm
khả năng xâm nhiễm của vi khuẩn vào cơ thể vật chủ. Vì vậy để có thể có hiệu quả
xâm nhiễm cao cũng nhƣ tránh đƣợc khỏi sự tấn công của hệ thống miễn dịch của cơ
thể vật chủ, vi khuẩn cần có cơ chế điều khiển chặt chẽ sự hoạt động của kháng nguyên
Vi.
Kháng nguyên Vi bao bọc kháng nguyên O giúp kháng nguyên O không bị tấn
công bởi bổ thể và kháng thể trong tế bào vật chủ nhƣng tính chất này làm ngăn cản
khả năng ngƣng kết của kháng nguyên O. Vì vậy, trong nhiều trƣờng hợp kháng
nguyên O chỉ đƣợc bộc lộ ra khi phá huỷ kháng nguyên Vi bằng cách đun nóng canh
khuẩn trong 1 giờ ở 1000C. kháng nguyên Vi dễ bị phân huỷ bởi axit, phenol và nhiệt
độ.

19


1.3.1.2 Ngộ độc thực phẩm do Salmonella
Salmonella không chỉ là tác nhân gây ra các bệnh thƣơng hàn và phó thƣơng
hàn mà còn gây ra chứng ngộ độc thực phẩm. Các bệnh này nếu không đƣợc chữa trị
kịp thời đều gây ra những biến chứng nguy hiểm làm ảnh hƣởng tới sức khoẻ con
ngƣời và có thể dẫn đến tử vong. Thực phẩm có nguồn gốc từ động vật nhƣ thịt bị, thịt
gà, thịt lợn, trứng, sữa…có liên quan nhiều đến các vụ dịch ngộ độc do Salmonella.
Ngoài ra Salmonella cũng có thể xâm nhập qua các thực phẩm có nguồn gốc từ thực
vật (do sử dụng nƣớc bẩn để rửa), hải sản, cá có vây…
Mặc dù Salmonella có hơn 2500 typ huyết thanh khác nhau nhƣng chỉ có một số
nhóm liên quan thƣờng xuyên đến các bệnh phát sinh từ thực phẩm do sự khác nhau về
địa lí cũng nhƣ khả năng gây bệnh của một serovar hay một chủng. Các nhóm
Salmonella thƣờng gặp là S. Typhimureum, S. Enteritidis [14].

Cơ chế gây bệnh của Salmonella
Hầu hết các vi khuẩn Salmonella không gây bệnh thƣơng hàn đều xâm nhập vào
cơ thể ngƣời qua thức ăn, cũng có khi lây từ ngƣời sang ngƣời. Sau khi vào hệ tiêu hóa,
vi khuẩn sẽ xâm chiếm ruột hồi và ruột kết, xâm nhập vào biểu mơ ruột, nhân lên ở
trong đó và các hạch lympho.
Tiếp đến, chúng nhân lên mạnh mẽ trong nội bào và lây lan sang các hạch
lympho ruột và đi khắp cơ thể nhờ hệ tuần hoàn. Chúng bị bắt giữ bởi các tế bào của
lƣới nội mô. Hệ thống tế bào này sẽ làm hạn chế và điều khiển tốc độ lây lan của vi
khuẩn. Tuy nhiên, tùy thuộc vào typ huyết thanh và hệ thống bảo vệ của cơ thể mà vi
khuẩn có thể lan tới các cơ quan nhƣ gan, lách, xƣơng.
Sau khi xâm nhập vào ruột, hầu hết Salmonella đều tạo ra các cytotoxin có khả
năng kìm hãm sự tổng hợp protein gây ra các phản ứng viêm rất mạnh hoặc tạo ra các
khối u. Tuy nhiên, sự xâm nhiễm vào các tế bào biểu mô trƣớc đó có thể gây ra sự tổng

20


hợp và giải phóng các cytokine trƣớc viêm gồm: IL-1, IL-6,IL-8,TNF-2,IFN-U,MCP-1
và GM-CSF. Chúng kích thích các phản ứng viêm xảy ra dữ dội và có thể gây tổn
thƣơng ruột. Ruột bị tổn thƣơng sẽ làm xuất hiện các triệu chứng nhƣ sốt, ớn lạnh, đau
bụng, tăng bạch cầu và tiêu chảy.
1.3.2 Shigella và bệnh lỵ trực khuẩn
Lỵ là bệnh thƣờng gặp trên toàn cầu, nhất là ở những nƣớc đang phát triển, điều
kiện vệ sinh thiếu thốn. Đây là nguyên nhân gây ra khoảng 14.000 trƣờng hợp tử vong
trong tổng số 125 triệu ca mắc bệnh mỗi năm tại châu Á [112]. Việt Nam nằm trong
danh sách 1 trong 6 nƣớc châu Á có tỷ lệ mắc bệnh cao (2,1 ca/1000 dân/năm ở mọi độ
tuổi và 3,2 ca/1000 dân/năm ở trẻ em dƣới 5 tuổi), cao hơn rất nhiều so với các nƣớc
phát triển (3,7ca /100 000 dân/ năm của Mỹ năm 1999 hoặc 3,2 ca /100 000 dân /năm ở
Hà Lan từ năm1996 đến năm 2000) [39].
Chi Shigella thuộc họ vi khuẩn đƣờng ruột Enterobacteriaceae, nhóm

Escherichiae và có tên là trực khuẩn lỵ. Tên vi khuẩn đƣợc đặt theo tên của nhà khoa
học Nhật Bản Kiyoshi Shiga - ngƣời đã phát hiện ra Shigella dysenteriae typ I vào năm
1896. Tiếp đó các lồi đƣợc phát hiện là S. flexneri, S. boydii và S. sonnei (tên loài
đƣợc đặt theo tên ngƣời phát hiện). Bốn loài trên đƣợc phân loại dựa trên sự khác biệt
về sinh hóa trong đó Shigella dysenteriae nằm ở nhóm A gồm 12 serotyp, S. flexneri
thuộc nhóm B gồm 6 serotyp, S. boydii thuộc nhóm C với 23 serotyp và S. sonnei có 1
serotyp (nhóm D) [39]. Việc phân loại các serotyp dựa trên các thành phần kháng
nguyên O của lipopolysaccharide (LPS) ở màng ngoài. Cơ chế gây bệnh của Shigella
rất phức tạp nhƣng chủ yếu là phá hủy thành ruột do độc tố Shiga gây hoại tử biểu mô,
gây loét, viêm và chảy máu.
1.3.2.1 Đặc điểm sinh học của Shigella
Shigella là trực khuẩn Gram âm, không có khả năng di động, kị khí khơng bắt
buộc. Shigella khơng có vỏ, khơng có tiên mao, tiêm mao, khơng sinh bào tử.
21


Shigella có hai loại kháng nguyên: kháng nguyên O và kháng nguyên K.
Kháng nguyên O là có ở tất cả các chủng Shigella, có tính đặc hiệu cao, là thành
phần kháng nguyên của thành tế bào. Kháng nguyên O là một phức hợp protein,
poliozid và lipid. Trong đó protein có tính kháng nguyên, poliozid quyết định tính đặc
hiệu của kháng ngun, cịn lipid quyết định tính độc. Hầu hết các kháng nguyên O là
heteropolysaccharides đƣợc cấu thành từ 3 -5 đơn vị O theo đƣờng thẳng hoặc phân
nhánh. Khác với Salmonella, vị trí của các đơn vị đƣờng trong cấu trúc kháng nguyên
O của Shigella mang đặc điểm điển hình của các vi khuẩn đƣờng ruột. Mỗi kháng
nguyên O bao gồm N-acetyl-D-glucosamine (D-GlcNAc) và (hoặc) N-acetyl-Dgalactosamine (D-GalNAc). Một số loại đƣờng khác thƣờng gặp trong cấu trúc này là
L-rhamnose (L-Rha), D-glucose (D-Glc), D-galactose (D-Gal), D-glucuronic acid (DGlcA), D-galac-turonic acid (D-GalA) và D-mannose (D-Man). Thêm vào đó D-ribose
(D-Rib) cũng bắt gặp ở một số cấu trúc kháng nguyên O và một vài đƣờng khác nữa
nhƣ

L-fucose

(L-Fuc),

N-acetyl-D-mannosamine

(D-ManNAc),

N-acetyl-L-

quinovosamine (L-QuiNAc), N-acetyl-L-fucosamine (L-FucNAc), 4-amino-4-deoxyD-quinovose (D-Qui4N), L-iduronic acid (L-IdoA) và N-acetyl-D-galactosaminuronic
acid (D-GalNAcA) [39]. Mọi kháng nguyên O của Shigella trừ D1, B18 và F1–F5 có
tính axit do sự có mặt của axit đƣờng (hexuronic hoặc pseudaminic acid) hoặc các hợp
chất khơng phải là carbohydrate có tính axit nhƣ lactic acid bị ether hóa (glycolactilic
acids), pyruvic acid acetals hoặc alanine [67].

Hình 1.5. Cấu trúc kháng nguyên O của Shigella flexneri 036 [112]
Chú thích p: các monosaccharide ở dạng pyranose.
22


Kháng nguyên K là KN vỏ bề mặt chỉ có ở Shigella nhóm A và nhóm C. Kháng
nguyên K nằm ở bên ngồi kháng ngun thân, nó có thể nằm dƣới dạng một lớp vỏ
dày hoặc dƣới dạng một lớp rất mỏng. Bản chất polysaccharide của nó mang tính đặc
hiệu cho từng typ huyết thanh. Trong ngƣng kết, kháng nguyên O thƣờng bị ức chế bởi
kháng nguyên K bọc kín bên ngồi. Vì thế để tránh hiện tƣợng này cần phá huỷ kháng
nguyên K bằng cách đun canh khuẩn ở 1000C trong 1 giờ.
Khả năng sinh độc tố
Các nhóm Shigella đều có nội độc tố (endotoxin). Riêng S. shiga và S. smitzii
cịn có thêm ngoại độc tố (exotoxin). Cƣ trú tại một vị trí nhất định trong cơ thể vật
chủ, trực khuẩn chỉ sinh sản ít, khơng tìm thấy trong máu và các cơ quan bên trong,

nhƣng Shigella tạo ra độc tố và độc tố sẽ lan tràn ra khắp cơ thể để gây bệnh và có thể
gây chết cho vật chủ.
Nội độc tố của Shigella thƣờng thấy biểu hiện thơng qua các phản ứng trong
ruột. Nội độc tố có cấu tạo nhƣ kháng nguyên thân, bản chất là lipopolysaccharide
(LPS). Ngoại độc tố của S. shiga và S. smitzii (Shigella nhóm A) có độc tính rất mạnh
với hệ thần kinh trung ƣơng. Dƣới tác dụng của formol và ở nhiệt độ 400C trong một
tháng ngoại độc tố mất tính độc nhƣng vẫn cịn tính kháng ngun và có khả năng kích
thích cơ thể hình thành kháng thể.
Độc tố lỵ có cấu tạo gồm 2 thành phần: tiểu phần A và tiểu phần B. Trong đó
tiểu phần A có tác dụng nhƣ một enzym, còn tiểu phần B chịu trách nhiệm bám vào tế
bào cảm thụ. Một phân tử độc tố gồm 1 tiểu phần A và 5 tiểu phần B. Tiểu phần A gồm
2 chuỗi polypeptide (A1 và A2). Tiểu phần A và B đƣợc nối thông qua cầu nối
disunfua (S-S ) (hình 1.6). Trọng lƣợng phân tử của tiểu phần A là 38Da, mỗi tiểu phần
B có trọng lƣợng phân tử là 7,7 kDa [64].

23