Luận văn tốt nghiệp khảo sát tình hình vi khuẩn họ đường ruột sinh ESBL từ các mẫu bệnh phẩm được phân lập

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THANH HẰNG
Tên đề tài:
KHẢO SÁT TÌNH HÌNH VI KHUẨN HỌ ĐƯỜNG RUỘT SINH ESBL
TỪ CÁC MẪU BỆNH PHẨM ĐƯỢC PHÂN LẬP TẠI KHOA VI SINH
BỆNH VIỆN TRUNG ƯƠNG THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chun ngành : Cơng nghệ Sinh học
Khoa

: CNSH – CNTP

Khóa học

: 2016-2020

THÁI NGUYÊN, NĂM 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THANH HẰNG

Tên đề tài:
KHẢO SÁT TÌNH HÌNH VI KHUẨN HỌ ĐƯỜNG RUỘT SINH ESBL TỪ
CÁC MẪU BỆNH PHẨM ĐƯỢC PHÂN LẬP TẠI KHOA VI SINH BỆNH
VIỆN TRUNG ƯƠNG THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: Cơng nghệ Sinh học

Lớp

: K48 - CNSH

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2016 - 2020

Người hướng dẫn: TS. Bùi Tri Thức
ThS.BS. Lương Thị Hồng Nhung

THÁI NGUYÊN, NĂM 2020


i

LỜI CẢM ƠN
Qua quá trình học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Nông Lâm - Đại học
Thái Nguyên, được sự đồng ý của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa
Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm em được phân công đến thực tập tại
Khoa Vi sinh - Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên với đề tài: “Khảo sát tình hình
vi khuẩn họ đường ruột sinh ESBL từ các mẫu bệnh phẩm được phân lập tại Khoa
Vi sinh Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên”.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới ThS. BS Lương Thị Hồng Nhung
và toàn thể anh, chị kỹ thuật viên làm việc tại Khoa Vi sinh - Bệnh viện Trung ương
Thái Ngun đã ln tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá
trình thực tập.
Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới TS. Bùi Tri Thức - Giảng viên Khoa Công
nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho
em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Đồng thời, em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô trong Khoa Công
nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học trong
suốt thời gian học tập.
Với điều kiện thời gian có hạn cũng như kinh nghiệm và kiến thức còn hạn
chế nên đề tài của em sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đươc
sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của quý Thầy/Cơ để em có điều kiện bổ sung, nâng cao
kiến thức phục vụ cho việc học tập, công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng

năm 2020

Sinh viên

Nguyễn Thanh Hằng


ii

DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
AK,AN

Amikacin

AMP

Ampicillin

ATM,AT

Imipenem

AUG

Amoxicillin

C

Chloramphenicol

CAZ

Atreoman

CIP

Ciprofloxacin

CIT

Citrate

CNSH-CNTP

Clinical and Laboratory Standards Institute (Viện các
chuẩn mực lâm sàng và xét nghiệm)
Công nghệ sinh học-Công nghệ thực phẩm

CRO

Cefuroxime

CTX

Cefotaxime

CXM

Cefazidime

DTH

Dịch tỵ hầu

E. coli

Escherichia coli

ESBL

Extended - Spectrum Beta Lactamase

FEP,CPM

Cefepime

G

Glucose

GARP-VN

Hợp tác toàn cầu về kháng kháng sinh

GAS

Khí GAS

GM

Getanmycin

H2 S

Sunfua hiro

I

Intermediate

IND

Indol

K.leb

Klebsiella pneumoniae

KIA

Kligler Iron Agar

LEV

Levofloxacin

CLSI


iii

LPS

Lipopolysaccarie

LYS

Lysin

MEM

Meropenem

MH

Mueller Hinton Agar (Thạch Mueller Hinton)

MR

Methyl Red

OFX

Ofloxacin

P.aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa

P.mirabillis

Proteus mirabillis

P.morgamii

Proteus morgamii

P.rettegri

Proteus rettegri

PAD

Phenylalanine Deaminase

PBPs

Penicillin biding proteins

PRL,PIP

Piprecillin

PTZ,TZP

Piperracillin

R

Resistant

S

Susceptible

S.marcescens

Serratia marcescens

S.typhi

Salmonellatyphi

SAM

Ampicillin

SIM

Simmom

SXT

Trimethoprim

T,TE,TET

Tetracyline

TOB,TN

Tobramycin

Tr

Trang

URE

Urease

VP

Voges Proskauer

WHO

World Health Organization

FOS,FOT

Fosfomycin


iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Tính chất sinh hóa của một số loại vi khuẩn đường ruột thường gặp...... 5
Bảng 1.2. Các nhân cơ bản của kháng sinh thuộc nhóm β-lactam ................. 10

Bảng 1.3. Các lớp ESBL chính. ...................................................................... 17
Bảng 3.1. Môi trường nuôi cấy cho từng loại bệnh phẩm .............................. 25
Bảng 3.2. Đường kính khoang giấy kháng sinh đồ của họ vi khuẩn đường
ruột ....................................................................................... 35
Bảng 4.1. Tỉ lệ các loại vi khuẩn đường ruột phân lập được (243 chủng) ..... 37
Bảng 4.2. Tỉ lệ các loại vi khuẩn đường ruột phân lập được theo chỉ số ....... 38
Bảng 4.3. Tỉ lệ các chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặpsinh ESBL
....................................................................................................... 39
Bảng 4.4. Tỉ lệ kháng kháng sinh của các vi khuẩn Gram âm đường ruộtthường
gặp sinh ESBL .............................................................................. 40
Bảng 4.5. Tỉ lệ kháng kháng sinh của vi khuẩn E .coli sinh ESBL ................ 43
Bảng 4.6. Tỉ lệ kháng kháng sinh của vi khuẩn Klebsiella spp. sinh ESBL... 45
Bảng 4.7. Tỉ lệ kháng kháng sinh của vi khuẩn Proteus spp. sinh ESBL ...... 47


v

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hoạt động phân giải penicillin của penicillinase . ....................................14
Hình 1.2. Cơ chế làm thay đổi thụ thể đối với thuốc. ...............................................14
Hình 1.3. Cơ chế thay thế con đường trao đổi chất . ................................................15
Hình 1.4. Cơ chế bơm thuốc ra khỏi tế bào. .............................................................15
Hình 3.1. API 20E sử dụng trong chuẩn đoán, định danh vi khuẩnGram âm oxydase
âm ...............................................................................................................31
Hình 3.2. API 20NE sử dụng trong chuẩn đoán, định danh họ vi khuẩnGram âm
oxydase dương ...........................................................................................32


vi

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ..................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ...........................................................................................v
MỤC LỤC ................................................................................................................. vi
Phần 1.MỞ ĐẦU .......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................1
1.2 Mục tiêu của đề tài ................................................................................................2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát .............................................................................................2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể ...................................................................................................2
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn...............................................................................3
1.3.1 Ý nghĩa khoa học ...............................................................................................3
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................3
Phần 2.TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................4
2.1 Tổng quan về vi khuẩn ..........................................................................................4
2.1.1 Vi khuẩn .............................................................................................................4
2.1.2 Vi khuẩn đường ruột ..........................................................................................4
2.2 Tổng quan về các kháng sinh thuộc nhóm β - lactam .........................................10
2.2.1 Phân loại kháng sinh thuộc nhóm β-lactam .....................................................11
2.2.2 Cơ chế tác dụng ................................................................................................12
2.3 Tổng quan về đề kháng kháng sinh của vi khuẩn ...............................................13
2.3.1 Định nghĩa ........................................................................................................13
2.3.2 Phân loại ...........................................................................................................13
2.3.3 Cơ chế đề kháng kháng sinh ............................................................................13
2.3.4 Các biện pháp hạn chế sự gia tăng kháng kháng sinh ......................................15
2.4 Tổng quan về ESBL ............................................................................................16
2.4.1 Nguồn gốc về ESBL.........................................................................................16

vii

2.4.2 Phân loại ...........................................................................................................16
2.4.3 Phương pháp phát hiện .....................................................................................18
2.4 Tình hình nghiên cứu các họ vi khuẩn đường ruột sinh ESBL trên thế giới và tại
Việt Nam ...................................................................................................................20
2.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................................20
2.4.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam..................................................................21
Phần 3.ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........22
3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................22
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................22
3.1.2 Phạm vi nghiên cứu ..........................................................................................22
3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................................22
3.2.1 Địa điểm ...........................................................................................................22
3.2.2 Thời gian ..........................................................................................................22
3.3 Dụng cụ, hóa chất và thiết bị sử dụng .................................................................22
3.3.1 Dụng cụ, thiết bị ...............................................................................................22
3.3.2 Hóa chất ...........................................................................................................22
3.4 Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................23
3.5 Các kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứu ..............................................................23
3.6 Xử lý số liệu ........................................................................................................23
3.7 Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................23
3.7.1 Phương pháp 1: Thu mẫu bệnh phẩm(theo sổ tay hướng dẫn lấy mẫu của khoa
gửi tới các khoa cận lâm sàng) ..................................................................................23
3.7.2 Phương pháp 2: Phân lập và định danh ............................................................24
3.7.3 Phương pháp 3:Làm kháng sinh đồ theo phương pháp khuếch tán .................34
3.7.4 Kỹ thuật phát hiện vi khuẩn sinh ESBL ...........................................................36
Phần 4.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................37
4.1 Kết quả nghiên cứu tỉ lệ các vi khuẩn họ đường ruột sinh ESBL từ các mẫu bệnh phẩm
được phân lập tại khoa Vi sinh Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên. ...........................37

viii

4.2 Kết quả nghiên cứu tổng hợp tỉ lệtheo chỉ số của các loại vi khuẩn đường ruột
phân lập được theo nhóm tuổi của bệnh nhân tại Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên.
...................................................................................................................................38
4.3 Tỉ lệ các chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp sinh ESBL .............39
4.4 Khảo sát tình hình kháng kháng thuốc của các vi khuẩn họ đường ruột sinh ESBL
từ các mẫu bệnh phẩm được phân lập tại khoa Vi sinh Bệnh viện Trung ương Thái
Nguyên. .....................................................................................................................40
4.5 Khảo sát tình hình kháng kháng thuốc của vi khuẩn E. colisinh ESBL từ các mẫu
bệnh phẩm được phân lập tại khoa Vi sinh Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên. ..43
4.6 Khảo sát tình hình kháng kháng thuốc của vi khuẩn Klebsiella spp. sinh ESBL từ
các mẫu bệnh phẩm được phân lập tại khoa Vi sinh Bệnh viện Trung ương Thái
Nguyên. .....................................................................................................................45
4.7 Khảo sát tình hình kháng kháng thuốc của vi khuẩn Proteus spp. sinh ESBL từ
các mẫu bệnh phẩm được phân lập tại khoa Vi sinh Bệnh viện Trung ương Thái
Nguyên. .....................................................................................................................47
Phần 5.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................49
5.1 Kết luận ...............................................................................................................49
5.2 Kiến nghị .............................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................50

PHỤ LỤC


1

Phần 1

MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Kháng sinh là một vũ khí quan trọng để chống lại các vi sinh vật gây bệnh.
Tuy nhiên với tình hình sử dụng kháng sinh khơng có sự kiểm sốt như hiện nay đã
dẫn tới một loạt các hệ quả mà ngày nay con người đang phải vất vả đề khắc phục nó.
Các hệ quả có thể thấy ngay, đó là vi khuẩn đã trở nên kháng thuốc hơn làm giảm
hiệu quả của quá trình đều trị kháng sinh.Chính vì xu hướng kháng lại các thuốc
kháng sinh thường dùng, đã dẫn đến tình trạng chúng ta đang chết dần chết mịn vì
kháng sinh. Tuy nhiên, với lượng kháng sinh loại mới tuy rất hiệu quả nhưng vẫn
không đáp ứng kịp với tốc độ đề kháng ngày càng tăng của vi khuẩn. Đặc biệt, tại các
nước đang phát triển các chủng vi khuẩn kháng thuốc đã và đang xuất hiện ngày càng
nhiều. Sự phát triển của vi khuẩn kháng kháng sinh khơng sớm thì muộn cũng xảy ra,
tuy nhiên con người chính là yếu tố tác động chính để q trình đó diễn ra một cách
nhanh hơn do sự lạm dụng thuốc kháng sinh quá mức.
Nhóm trực khuẩn Gram âm, đang là tác nhân hàng đầu gây lên nhiễm khuẩn
nặng tại bệnh viện. Thường có tỉ lệ gây tử vong cao do cơ chế sinh bệnh khá phức
tạp, đồng thời cịn khó chọn được kháng sinh thích hợp vì từ ngay ban đầu khả năng
đề kháng khá cao với các kháng sinh mạnh phổ rộng[24].Trong nhóm trực khuẩn Gram
âm kháng thuốc hiện nay, đáng lưu ý nhất là nhóm vi khuẩn họ đường ruột. Phổ biến
nhất là Escherichia coli, Klebsiella spp. và Proteus spp. với sự gia tăng đề kháng qua
các năm.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra sự đề kháng kháng sinh nhóm Cephalosporins là
do vi khuẩn sinh ra enzyme β-lactamase. Đặc biệt, việc sinh enzyme β-lactamase phổ
rộng (Extended - Spectrum - β - lactamase: ESBL) là một cơ chế quan trọng trong
việc giúp vi khuẩn chống lại các Penicilin, Cephalosporin thế hệ 3,4 và Monobactam.
Vì vậy, sự lựa chọn kháng sinh ban đầu hiện nay là lựa chọn các kháng sinh phổ rộng
đủ mạnh, bao phủ phần lớn các tác nhân gây bệnh. Sau khi có kết quả kháng sinh đồ


2

sẽ điều chỉnh lại cho phù hợp, đảm bảo tính hiệu quả, ít tốn kém và giảm sự phơi
nhiễm của các kháng sinh.
Tại Việt Nam, tình trạng này đang diễn ra một cách nghiêm trọng hơn khi việc
mua thuốc mà khơng cần có đơn đang được diễn ra một cách dễ dàng tại các quầy
thuốc tư nhân. Bên cạnh đó, ở một số phòng khám tư đã nắm bắt được tâm lý muốn
nhanh khỏi bệnh của bệnh nhân đã kê các kháng sinh liều cao, đắt tiền. Bệnh sẽ khỏi
nhanh hay là triệu chứng bệnh sẽ giảm nhanh. Điều này đã chứng minh rõ vì sao tổ
chức Y tế thế giới đã xếp Việt Nam vào những nước có tỉ lệ kháng thuốc kháng sinh
cao nhất thế giới.
Chính những tác hại do vi khuẩn đường ruột sản sinh ra ESBL gây ra ảnh
hưởng rất nhiều đến sức khỏe cộng đồng[24]. Đặc biệt, tại Bệnh viện Trung ương Thái
Nguyên là một trong số những bệnh viện lớn trong khu vực Phía Đông Bắc Việt Nam,
tập trung nhiều bệnh nhân nặng và là tuyến cuối của các bệnh viện cơ sở trong khu
vực nên là nơi nghi ngờ sẽ có khả năng kháng thuốc cao.
Xuất phát chính từ những tác nhân đó và muốn tìm hiểu sâu hơn về vi khuẩn
đường ruột sinh ESBLmà nhóm nghiên cứu chúng tơi đã tiến hành thực hiện đề tài
“Khảo sát tình hình vi khuẩn họ đường ruột sinh ESBL từ các mẫu bệnh phẩm
được phân lập tại Khoa Vi sinh Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên”.
1.2 Mục tiêu của đề tài
1.2.1 Mục tiêu tổng quát
Khảo sát tình hình kháng kháng sinh của vi sinh vật đường ruộtđược phân lập từ
các mẫu bệnh phẩm được phân lập tại khoa Vi sinh, Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
-Khảo sát tỉ lệ các chủng vi khuẩn Gram âm đường ruột thường gặp trong bệnh
viện Trung ương Thái Nguyên.
-Khảo sát tỉ lệ vi khuẩn Gram âm đường ruột sinh ESBL.
-Khảo sát tình hình kháng kháng sinh của các vi khuẩn trên.

3

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
-Đánh giá được thực trạng của vi khuẩn đường ruột kháng thuốc.
-Cung cấp tư liệu về vi khuẩn kháng thuốc phục vụ các nghiên cứu sâu hơn về
vi sinh vật kháng thuốc và trong điều trị bệnh liên quan đến vi khuẩn đường ruột.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Xây dựng kháng sinh đồ cho những bệnh nhân cụ thể góp phần xây dựng chế
độ hóa trị liệu liên quan cho bệnh nhân, góp phần hạn chế sự lây lan của của vi khuẩn
Escherichia coli, Klebsiella spp. và Proteus spp. sinh ESBL ngoài cộng đồng.


4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về vi khuẩn
2.1.1Vi khuẩn
Vi khuẩn là nhóm các sinh vật đơn bào, kích thước nhỏ, cấu tạo tế bào nhân
sơ (Procaryote), có hình cầu (cầu khuẩn), hình que (trực khuẩn), hình xoắn (xoắn
khuẩn)[1].
Vi khuẩn (Bacteria) theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là cái gậy. Được hiểu theo
nghĩa rộng bao gồm các vi sinh vật thuộc ngành Bacteria. Theo nghĩa hẹp thì khơng
bao gồm các vi khuẩn nhầy, xạ khuẩn, xoắn thể, Ricketxi, Mycoplasma[1].
Nhóm trực khuẩn được chia thành hai loại là Gram âm và Gram dương, nhóm
Gram âm bao gồm các vi khuẩn thuộc họ đường ruột là phổ biến nhất.
2.1.2Vi khuẩn đường ruột
Ở người tập trung rất nhiều loại vi khuẩn họ đường ruột, nhưng đơng nhất vẫn
là ở hệ tiêu hóa cụ thể là ở trong ruột người.Căn cứ theo đặc tính gây bệnh của vi

khuẩn đường ruột người ta chia thành 2 nhóm:
-Nhóm vi khuẩn gây bệnh đây là nhóm vi khuẩn có thể gây ra bệnh[2].
-Nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội đây là nhóm gây bệnh gây khi hệ thống miễn
dịch của cơ thểbị suy yếu hoặc hoặc do tăng độc lực của các loài vi khuẩn[2].
Đặc điểm sinh học
Hình thể:
Vi khuẩn đường ruột có hình thể dạng que, dài khoảng 1-5µm, thường có
flagella, khơng sinh bào tử, oxydase âm tính. Hầu hết các lồi trong nhóm này có
peritrichous type I fimbriae tham gia vào việc bám dính của tế bào vi khuẩn vào
ký chủ[4].
Chỉ có một số ít vi khuẩn họ đường ruột là có lơng và có vỏ. Về vị trí phân
loại thì thuộc giới Bacteria, ngành Proteobacteria, lớp Gramma Proteobacteria, bộ
Enterobacteriales, họ Enterobacteriaceae[4].Vi khuẩn họ đường ruột có rất nhiều loại
phổ biến gây bệnh trên người, nhưng trong số đó thì phổ biến nhất vẫn là Escherichia
coli, Klebsiella spp., Proteus spp.


5

Tính chất ni cấy:
Các vi khuẩn đường ruột đều ni cấy dễ trên môi trường thông thường. Trong
môi trường lỏng có thể lắng cặn hoặc làm đục mơi trường, có thể vừa làm đục mơi
trường vừa có cặn ở đáy ống, cũng có thể tạo váng trên bề mặt[3]. Trên mơi trường
đặc có ba dạng khuẩn lạc là[3]:
+ Dạng S: Khuẩn lạc trịn, bờ đều, nhẵn bóng
+ Dạng R: Mặt khơ, xù xì, thường gặp khi ni cấy giữ chủng
+ Dạng M: Khuẩn lạc nhày, kích thước lớn hơn khuẩn lạc dạng S, các khuẩn
lạc thường có xu hướng hịa vào nhau. Hình thức phát triển này thường gặp ở những
vi khuẩn có khả năng tạo thành vỏ.
Tính chất sinh hóa:

Vi khuẩn đường ruột có một số tính chất về sinh hóa như sau: có thể di động
hoặc khơng di động. Q trình lên men một số loại đường có thể xảy ra hoặc không.
Hai loại đường được xác định dễ thực hiện lên men nhất là glucose và lactose. Nếu
vi khuẩn khơng lên men đường glucose thì khơng thuộc họ vi khuẩn đường ruột. Bên
cạnh đó, cịn có việc sinh hơi hay không sinh hơi khi lên men đường. Có hay khơng
có một số enzyme. Ba loại enzyme thường được xác định nhất là: oxydase, urease,
tryptophanease (sinh indole). Trong đó nếu oxydase dương tính thì khơng thuộc họ
vi khuẩn đường ruột. Khả năng sinh sulfua hidro (H2S) khi dị hóa protein, acid amin
hoặc các chất dẫn có lưu huỳnh. Phát triển được hay không phát triển được trên một
số mơi trường tổng hợp tối thiểu[4]. Trong đó, khả năng sử dụng Citrate là nguồn cung
cấp carbon duy nhất có trong mơi trường Simmon thường được thử nghiệm
nhất[3].Chính vì những tính chất này, đã giúp cho việc xác định vi khuẩn đường ruột
được diễn ra một cách dễ dàng hơn.
Bảng 1.1. Tính chất sinh hóa của một số loại vi khuẩn đường ruột thường gặp

Escherichia
coli
Klebsiella
pneumoniae
Proteus spp.

G

GAS

H2 S

MR

VP

IND

CIT

URE

LYS

PAD

+

+

-

+

-

+

-

-

+

-

+

+

-

-

+

-

+

+

+

-

+

+/-

+

+

-

+

-/+

+

-

+


6

Kháng nguyên
Đối với kháng nguyên thường có 3 loại kháng nguyên như sau: O (thân), H
(roi- flagellar) và K (vỏ capsular)[3].
-Kháng nguyên O: là kháng nguyên thân của vi khuẩn. Đây là thành phần kháng
nguyên của thành tế bào. Thành phần gồm: lipopolysaccarie (LPS), lipoprotein và
peptidoglycan. LPS là kháng nguyên vách chủ yếu của vi khuẩn đường ruột chính là
nội độc tố[4]. Kháng thể chủ yếu của kháng nguyên O là IgM.
-Kháng nguyên H: là kháng nguyên lông của tế bào vi khuẩn nên chỉ có ở các
lồi vi khuẩn có lơng. Kháng ngun H có bản chất là protein. Kháng thể chủ yếu của
kháng nguyên H là IgG. Yếu tố quyết định trong kháng nguyên H là chức năng của
trình tự chuỗi acid amin trong protein flagellar (flagellin).
-Kháng nguyên K: là kháng nguyên vỏ hoặc màng bọc nằm bên ngồi kháng
ngun thân. Bản chất hóa học là protein hoặc polisaccharide. Nó có thể dưới dạng
một lớp vỏ dày, quan sát được dưới kính hiển vi quang học thơng thường hoặc một
lớp rất mỏng chỉ có thể quan sát được dưới kính hiển vi điện tử.
Khả năng gây bệnh

Các vi khuẩn đường ruột chủ yếu gây bệnh ở đường tiêu hoá như tiêu chảy,
viêm ruột ỉa chảy, viêm đại tràng. Mỗi lồi vi khuẩn có thể gây bệnh ở các vị trí khác
nhau trên đường tiêu hố và cơ chế gây bệnh cũng khác nhau.
2.1.2.1 Escherichia coli
Escherichia coli (viết tắt: E. coli) hay trực khuẩn lị là một loài vi khuẩn Gram
âm. Ngồi ra, E. coli cịn được biết đến là vi khuẩn đại tràng. Là vi khuẩn sống cộng
sinh, chiếm 80% vi khuẩn ở ruột. Vi khuẩn tổng hợp ra một số vitamin B, K, E và
giữ cân bằng quần thể vi khuẩn đường ruột[3].
Đặc điểm sinh học:
Hình thể
Vi khuẩn E. coli có kích thước trung bình 2- 3µm x 0,5 µm, trong những điều
kiện khơng thích hợp (ví dụ: mơi trường có kháng sinh) vi khuẩn có thể rất dài như
sợi chỉ. Rất ít chủng vi khuẩn E. coli có vỏ, nhưng hầu hết có lơng và có khả năng di


7

động. Về vị trí phân loại, loại vi khuẩn này thuộc họ Enterobacteriaceae, chi
Escherichia và loài E. coli[3].
Đề kháng
Chủng vi khuẩn này có sức đề khángkhá kháng yếu dao động từ 55 - 60oC
trong vòng 30 phút và dễ bị diệt bởi hố chất khử trùng thơng thường[3].
Tính chất ni cấy
Là một loại vi khuẩn dễ ni, ưa khí và kỵ khí, nhiệt độ thích hợp 5 - 40oC, pH
5,5 - 8. Nếu trên môi trường lỏng sẽ làm đục mơi trường và tạo thành váng mỏng
hoặc vịng trắng quanh ống nghiệm. Mơi trường đặc sẽ có khuẩn lạc dạng S, màu
trắng, những ngày sau khuẩn lạc chuyển sang màu xám xanh, mọc lan rộng ra xung
quanh. Có thể gặp khuẩn lạc R hoặc M[3].
Đặc tính sinh hóa
Thực hiện q trình lên men nhiều loại đường (glucose, lactose, mantose). Bên

cạnh đó cịn sinh ra gas, khơng sinh H2S, có thể khử nitrat thành nitrit, phản ứng
indole dương, MR dương, VP âm, Citrat âm, PAD âm[4].
Kháng nguyên
Vi khuẩn E. coli có các loại kháng nguyên như sau: kháng nguyên O, kháng
nguyên K, kháng nguyên H.
Khả năng gây bệnh
Trong số vi khuẩn hiếu khí đường tiêu hóa, E. coli chiếm tỉ lệ cao nhất (khoảng
80%) và sống nhiều nhất trong ruột già, nó đứng hàng đầu trong các vi khuẩn gây
tiêu chảy, viêm đường tiết niệu, viêm đường mật.
Mức độ kháng thuốc
Vi khuẩnE. coli thường sản xuất enzyme β-lactamase thông thường và một số
chủng sinh enzyme β-lactamase phổ rộng (ESBL).
2.1.2.2 Klebsiella spp.
Klebsiella spp. được phát hiện đầu tiên vào thế kỉ 19 bởi nhà vi sinh vật học
người Đức - Edwin Klebslà một giống trực khuẩn không di động. Đây là một mầm
bệnh thường trực với con người, các chủng Klebsiella gây ra nhiều chứng bệnh đặc
biệt như nhiễm trùng đường nước tiểu,...


8

Đặc điểm sinh học
Hình thể
Các vi khuẩn thuộc giống Klebsiella spp. có hình que, kích thước trung bình 0,3
- 1 x 0,6 - 6 µm, thường khơng có lơng nên khơng di động, có vỏ dày, kích thước có
thể gấp 2-3 lần tế bào vi khuẩn. Vỏ của Klebsiella spp.có bản chất là polysaccharide
được cấu tạo bởi nhiều loại monosaccharide như: L - fructose, L - rhamnose, D mannose, D - glucose, D - galactose, D - glucuromic acid hoặc D- galacturomic acid,
một số chủng có thêm nhóm O - acetyl và pyruvate. Vỏ có tính ưa nước[3].
Vị trí phân loại:
Các lồi vi khuẩn thuộc chủng này có họ Enterobacteriaceae, thuộc chi

Klebsiella.
Và bao gồm các loài:Klebsiella pneumoniae, Klebsiella gramanulomatis,
Klebsiella ozaenae, Klebsilla rhinoscleromatis, Klebsiella oxytoca, Klebsiella
ornitholytica, Klebsiella planticola, Klebsiella terrigena. Trong số các lồi của chi
Klebsiella thì Klebsiella pneumoniae có tầm quan trọng nhất và được chọn làm đại
diện điển hình của chi này.
Đặc tính sinh hóa
Thực hiện q trình lên men nhiều loại đường (glucose, lactose, mantose), đồng
thời cũng sinh ra khí gas mạnh, khơng sinh H2S, MR âm, VP dương, phản ứng indol
âm, Citrat dương, chuyển hóa nitrat thành nitrit, PAD âm[4].
Kháng ngun
Các lồi thuộc giống Klebsiella chỉ có 2 loại kháng nguyên đó là kháng nguyên
O và kháng nguyên K[3].
Khả năng gây bệnh
Klebsiella có trong hệ vi khuẩn bình thường ở ruột người trưởng thành, ngồi
ra cũng tìm thấy trong hệ hô hấp. Chủ yếu gây bệnh cơ hội ở cộng đồng hoặc trong
bệnh viện, là một trong những nguyên nhân gây nhiễm trùng bệnh viện thường gặp.
Trong đó, Klebsiella pneumoniae và Klebsiella oxytoca là hai giống thường gặp nhất
trong các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện. Hầu hết các cơ quan đều có thể bị
nhiễm trùng doK. pneumoniae là một căn nguyên gây viêm phổi đã được nói đến từ


9

lâu, bệnh thường gặp ở trẻ sơ sinhtỉ lệ tử vong rất cao nếu khơng được điều trị sớm.
Ngồi ra nó cịn có khả năng gây nhiễm khuẩn huyết, viêm màng não, viêm tai giữa,
viêm xoang, viêm nhiễm khuẩn đường tiết niệu, áp xe gan. Thời gian nằm viện kéo
dài, sử dụng kháng sinh phổ rộng và điều trị tại các khoa chăm sóc đặc biệt là các yếu
tố nguy cơ nhiễm Klebsiella spp.[4].
Mức độ kháng thuốc

Cũng như các loài kháng trong họ đường ruột, Klebsiella spp. kháng cao với
ngoại cảnh và kháng sinh. Hiện nay,Klebsiella spp. là một trong những nguyên nhân
quan trọng trong nhiễm khuẩn bệnh viện và nhiễm khuẩn mắc phải trong cộng đồng
vì tính đa kháng thuốc do tiết enzyme ESBL.
2.1.2.3 Proteus spp.
Vi khuẩn Proteus spp. sinh sống trong đường ruột, hốc tự nhiên của cơ thể và
trong môi trường. Proteus spp.cũng là nguyên nhân hay gặp gây các vụ ngộ độc thực
phẩm. Ngoài gây bệnh đường ruột, vi khuẩn này cịn có thể gây ra nhiễm khuẩn trên
nhiều cơ quan khác trên cơ thể.
Đặc điểm sinh học
Hình thể
Chủng vi khuẩnProteus spp.thường có lơng xung quanh thân do đó có khả
năng di động[3].
Vị trí phân loại
Là một loại vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae, chi Proteus gồm một số loại
vi khuẩn cho chủng Proteus spp.điển hình như:Proteus vulgaris, P. mirabillis, P.
morganii, P. rettgeri.
Đặc tính sinh hóa
Thực hiện q trình lên men một số loại đường có sinh ra hơi. Khơng thực
hiện lên men lactose. Có khả năng khử amin đối với phenylalamine và tryptophan
(PAD dương), Oxydase âm, phenylalanine dương, urease dương, H2S dương[4].
Kháng nguyên
Vi khuẩnProteus spp.cũng giống như chủng vi khuẩnKlebsiella spp.chỉ có hai
loại kháng nguyên là kháng nguyên O và kháng nguyên H[4].
Khả năng gây bệnh


10

Proteus spp. phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có thể phân lập được từ phân của

nhiều loài động vật và từ phân của người bình thường. Chúng là vi khuẩn gây bệnh
cơ hội, chủ yếu là gây nhiễm trùng bệnh viện. Trong các nhiễm khuẩn do chúng gây
ra, nhiễm trùng đường tiết niệu chiếm tỉ lệ cao nhất. Ngoài ra chúng có thể gây viêm
tai giữa, nhiễm khuẩn huyết, viêm mủ vết thương[4].
Mức độ kháng thuốc
Proteus spp. còn khá nhạy cảm với các kháng sinh thuộc nhóm β-lactamase.
2.2 Tổng quan về các kháng sinh thuộc nhóm β - lactam
Các kháng sinh thuộc nhóm β-lactam là một trong những nhóm kháng sinh
quan trọng nhất cả về mặt lịch sử lẫn y học. Nhóm kháng sinh này bao gồm các chất
chứa vịng β-lactam (vịng amid 4 cạnh) và có cấu trúc nhân cơ bản như trong
bảng[9][10].
Bảng 1.2. Các nhân cơ bản của kháng sinh thuộc nhóm β-lactam
Tên nhân

Nhân Penam

Cấu trúc hóa
học chung

Kháng sinh đại diện

Các penicillin tự nhiên và
bán tổng hợp

Ampicillin
Amoxcillin
Penicillin V

Các penicillin kháng βlactamase

Acid clavulanic

Nhân Clavam
Các penicillin kháng
lactamase

β-

Các
cephalosporin
cephamycin

và

Nhân Cephem

Nhân
carbapenem
Nhân
monobactam
hay β-lactam

Các carbapenem bán tổng
hợp
Aztreonam

Sulbactam
Tazobactam
Cefadroxil
Cefaclor

Cephalexin
Cefixim
Ceftibulen
imipenem,
meropenem


11

2.2.1 Phân loại kháng sinh thuộc nhóm β-lactam
Theo cấu trúc hóa học của kháng sinh thuộc nhóm β-lactam được chia thành
4 loại:Penicillin, Cephalosporin, Carbapenem, Monobactam.
2.2.1.1 Penicillin
Nhóm kháng sinh này gồm có cấu tạo gồm 2 vịng β-lactam nối với vịng
thiazolidin chỉ khác nhau ở gốc R của mạch ngang.
Đối với các Penicillin kháng β-lactamase:
Điển hình ở đây là Acid clavulanic - một kháng sinh phổ rộng có hoạt tính
kháng β-lactamase, tác dụng lên nhiều loại vi khuẩn cả Gram dương và Gram âm,
đặc biệt có tác dụng ức chế mạnh β-lactamase truyền qua plasmid gây kháng
penicillin và cephalosporin. Do đó, acid calvulanic thường được sử dụng kết hợp với
các loại kháng sinh khác để tăng hiệu quả trong việc chống lại các vi khuẩn sinh βlactamase mạnh. Đặc biệt là chống lại các vi khuẩn kháng penicillin và cephalosporin.
Sulbactam và tazobactam tương tự cũng là những chất kháng sinh được dùng
kết hợp với các kháng sinh khác trong việc chống lại các vi khuẩn kháng thuốc[5].
2.2.1.2 Cephalosporin
Nhóm kháng sinh Cephalosporin là nhóm thuốc quan trọng nhất trong các
thuốc kháng sinh hiện nay. Nhóm này đứng thứ 7 trong số 10 loại thuốc được sử dụng
nhiều nhất để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn[5].Cephalosporin và cephamycin có cấu
trúc gồm vịng β-lactam liên kết với dị vòng dihyrothiazin (nhân cephem). Các
cephamycin khác với cephalosporin ở nhóm –OCH3 tại vị trí CR7 (R2).
2.2.1.3 Carbapenem

Nhóm Carbapenem là loại kháng sinh có cấu trúc vịng β-lactam có hoạt động
kháng khuẩn rộng đặc biệt chống lại hầu hết các β-lactamase. Carbapenem được phát
triển từ thienamycin được phát hiện ở Streptomyces cattleya vào năm 1976. Do đó,
carbapenem được coi là kháng sinh cuối cùng trong các loại thuốc chống lại các vi
khuẩn kháng thuốc. Carbepenem có cấu trúc gần giống penicilline nhưng thay thế
carbon cho phân tử lưu huỳnh ở vị trí số1 [5].


12

2.2.1.4 Monobactam
Monobactam cũng là chất kháng sinh có cấu trúc vịng β-lactam mà khơng có
vịng thứ hai thiazolidine 5 cạnh của nhóm Penicillin, hay vịng 6 cạnh
dihydrothiazine của cephalosporin. Monobactam chỉ có tác dụng với các loại vi khuẩn
Gram âm. Được dùng rộng rãi hiện nay với tên aztreonam (Azactam).
2.2.2 Cơ chế tác dụng
Cơ chế tác dụng chung của nhóm kháng sinh này là tác động lên thành tế bào
của vi khuẩn. Khác với tế bào nhân thực, tế bào vi khuẩn có áp suất thẩm thấu bên
trong tế bào cao hơn nên chúng có thành bao bọc bên ngồi tế bào. Thành tế bào có
cấu tạo là peptidoglycan (mucopeptit, murein) gồm nhiều chuỗi polysaccharide thẳng
dọc và những đoạn ngang penta - peptide. Polysaccharide gồm nhiều phân tử đường
chứa gốc amin: N - acetyl - glucosamine và N - acetyl - muramic.
Các β-lactam ức chế có chọn lọc sự tổng hợp thành tế bào của vi khuẩn từ đó
ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Đầu tiên β-lactam bám vào các thụ thể PBPs
(Penicillin biding proteins). Có khoảng 3 đến 6 PBPs, một trong số đó là các enzyme
transpeptidase. Sau khi các β-lactam gắn vào một hay nhiều thụ thể thì làm cho quá
trình transpeptidation bị ức chế và ngăn chặn việc tổng hợp peptidoglycan, một thành
phần quan trọng của thành tế bào[6].
Khi thiếu sự tạo thành peptidoglycan một cách chính xác thì tế bào vi khuẩn
đang sinh trưởng sẽ có một thành tế bào yếu ớt, kém đề kháng với áp suất thẩm thấu.

Màng tế bào bị phồng ra ở các phần bị yếu đi khi nước chuyển vào tế bào và cuối
cùng tế bào bị vỡ ra.
Giai đoạn này có liên quan tới việc hoạt hóa các enzyme tự tiêu (autolytic
enzyme) gây ra sự ly giải của tế bào ở môi trường đẳng trương. Trong môi trường ưu
trương những tế bào bị biến đổi thành protoblast hay spheroblast chỉ được bao bọc
bởi một màng tế bào nên rất dễ vỡ.
Tuy nhiên, các loại kháng sinh thuộc nhóm β-lactam chỉ ngăn cản vi khuẩn
tăng số lượng nguyên liệu thành tế bào song khơng có tác dụng lên phần
peptidoglycan có sẵn, nên chúng chỉ tác động lên các tế bào đang sinh trưởng hoặc


13

sinh sản, các tế bào nghỉ không bị ảnh hưởng. Dĩ nhiên, chúng không ảnh hưởng lên
tế bào động vật và thực vật vì các loại tế bào này khơng mang thành tế bào chứa
peptidoglycan.
2.3 Tổng quan về đề kháng kháng sinh của vi khuẩn
2.3.1 Định nghĩa
Kháng sinh có tác dụng ức chế và tiêu diệt vi khuẩn nhưng trong mơi trường
có kháng sinh mà vi khuẩn vẫn phát triển thì được coi là sự đề kháng kháng sinh[7].
2.3.2 Phân loại
Kháng sinh được chia ra làm hai nhóm là:
Đề kháng tự nhiên:
Đề kháng tự nhiên là khả năng đã được hình thành ở mầm bệnh ngay khi chúng
chưa tiếp xúc với mơi trường chưa có kháng sinh.
Ngun nhân: Có thể đột biến ngẫu nhiên trong nhiễm sắc thể làm cho quần
thể vi sinh vật gây bệnh xuất hiện các chủng khả năng kháng thuốc. Khi bệnh nhân
được điều trị trong thời gian nhất định thì chỉ có các chủng bình thường bị tiêu diệt,
còn những chủng kháng thuốc sẽ sống sót, tiếp tục sinh trưởng, phát tiển. Cuối cùng
làm thay đổi hoàn toàn bản chất vi sinh của bệnh và vơ hiệu hóa tác dụng điều trị của

kháng sinh đồ[7][8].
Ví dụ: E. coli không chịu tác dụng của Erythomycin,....
Đề kháng thu được:
Đề kháng thu được là khả năng kháng thuốc của vi sinh vật xuất hiện sau khi
chúng tiếp xúc với kháng sinh. Với nguyên nhân là do biến cố di truyền mà vi khuẩn
từ chỗ khơng có trở nên có gen đề kháng với kháng sinh. Những biến cố này bao gồm
biến đổi gen và nhận được gen kháng thuốc[7][8].
Ví dụ: Samonella kháng Cloramphenicol....
2.3.3 Cơ chế đề kháng kháng sinh
Vi khuẩn sẽ tạo ra một số enzyme làm biến đổi hoặc phá hủy cấu trúc hóa học
của phân tử kháng sinh.Ví dụ: β-lactamase phá vỡ các vịng β-lactam của penicillin
và các phân tử tương tự, biến nó thành dạng không hoạt động. Người ta đã xác định


14

được trên 200 loại lactamase khác nhau. Các gen quy định chúng thường nằm trên
plasmid R[9][10].

Hình 1.1. Hoạt động phân giải penicillin của penicillinase[24].
Các tác nhân gây bệnh khi mà có sự đề kháng sẽ làm chậm hoặc là ngăn chặn
hoàn toàn sự xâm nhập của kháng sinh vào bên trong tế bào. Cơ chế này thường có
liên quan đến những sự thay đổi trong cấu trúc hoặc điện tích của các protein màng
tế bào chất tạo nên các kênh hay các lỗ. Các protein này nằm trong màng ngoài của
vi khuẩn Gram âm gọi là các porin.Các protein porin bị thay đổi bắt nguồn từ những
thay đổi trong các gen nhiễm sắc thể. Các tác nhân gây bệnh khi mà cósự đề kháng,
có thể làm thay đổi thụ thể đối với thuốc do vậy nó khơng thể gắn vào hoặc liên kết
một cách hiệu quả tới đích của nó. Dạng đề kháng này thường gặp trong trường hợp
chống lại các chất kháng trao đổi chất (như sunfonamit) và kháng lại các thuốc (như
erythromycin) cản trở sự dịch mã[9][10].

Hình 1.2. Cơ chế làm thay đổi thụ thể đối với thuốc[24].
Vi khuẩn thay đổi đường chuyển hóa làm cho thuốc kháng sinh khơng tác dụng
được vào q trình chuyển hóa của vi khuẩn. Chẳng hạn, một tế bào có thể trở thành
đề kháng với một loại thuốc nhờ sinh ra nhiều phân tử enizim hơn đối với con đường
trao đổi chất bị tác động. Một cách khác, các tế bào trở nên đề kháng với các


15

sunfonamit bằng cách từ bỏ sự tổng hợp axid folic, thay vào đó chúng hấp thụ acid
này từ ngồi mơi trường[9][10].

Hình 1.3. Cơ chế thay thế con đường trao đổi chất[24].
Các tế bào đề kháng có thể bơm thuốc ra khỏi tế bào trước khi thuốc có thể
gây tác dụng[9][10].

Hình 1.4. Cơ chế bơm thuốc ra khỏi tế bào[24].
2.3.4 Các biện pháp hạn chế sự gia tăng kháng kháng sinh
Một số biện pháp đã được đưa ra nhằm hạn chế sự gia tăng vi khuẩn kháng
kháng sinh như sau:
-Chỉ dùng kháng sinh để điều trị những bệnh truyền nhiễm.
-Chọn kháng sinh theo kết quả của kháng sinh đồ (lưu ý: nên ưu tiên các loại
kháng sinh có tác dụng đặc hiệu trên vi khuẩn gây bệnh và có sự khuếch tán tốt nhất
đến vi khuẩn).
-Dùng kháng sinh với một liều lượng vừa đủ và trong thời gian phù hợp (áp
dụng cho một đợt điều trị).
-Duy trì thường xuyên việc giám sát sự phát triển đề kháng kháng sinh của vi
khuẩn để từ đó sẽ đưa ra được chiến lược phù hợp nhất.