Nghiên cứu đặc tính kháng kháng sinh và mối liên hệ kiểu gen của các chủng Pseudomonas aeruginosa phân lập tại Bệnh viện Việt Đức

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

Vũ Thị Thu Hiền

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH VÀ
MỐI LIÊN HỆ KIỂU GEN CỦA CÁC CHỦNG
Pseudomonas aeruginosa PHÂN LẬP TẠI BỆNH VIỆN
VIỆT ĐỨC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2018


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

Vũ Thị Thu Hiền

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH VÀ
MỐI LIÊN HỆ KIỂU GEN CỦA CÁC CHỦNG
Pseudomonas aeruginosa PHÂN LẬP TẠI BỆNH VIỆN
VIỆT ĐỨC
Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 8420101.07.

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.BS. TRẦN HUY HOÀNG
PGS.TS. BÙI THỊ VIỆT HÀ

HÀ NỘI - 2018


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS.BS Trần
Huy Hồng, Trưởng Phịng Thí nghiệm Kháng sinh, Khoa Vi khuẩn, Viện Vệ sinh
Dịch tễ Trung ương, là người trực tiếp hướng dẫn tơi trong cơng việc thí nghiệm.
Thầy đã tận tình hướng dẫn, dạy bảo cho tơi những hiểu biết trong lĩnh vực nghiên
cứu chuyên sâu về vi khuẩn và tạo những điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành cơng
việc thí nghiệm một cách tốt nhất và hồn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS Bùi Thị Việt Hà, Bộ môn Vi sinh vật
học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, là giáo viên đồng hướng dẫn của tôi. Cô
đã dạy dỗ, giúp đỡ, đưa ra những lời khuyên và góp ý quan trọng cho tơi trong suốt
q trình học tập để tơi hồn thành luận văn này một cách tốt nhất.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo Bộ môn Vi sinh vật
học, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã dạy cho tôi những kiến
thức về sinh học để tơi hồn thành cơng việc nghiên cứu tốt nhất.
Để hồn thành luận văn này, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh
chị, bạn bè đồng nghiệp tại Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương đã giúp đỡ, chỉ dẫn,
khuyên bảo tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện thí nghiệm để tơi có thể
hồn thành cơng việc một cách thuận lợi nhất.
Cuối cùng tôi muốn gửi lời biết ơn sâu sắc của mình tới gia đình, anh chị,
bạn bè đã ln sát cánh bên tôi, động viên tôi, tiếp thêm cho tôi sức mạnh trong
những lúc tơi gặp khó khăn trong cuộc sống cũng như trong học tập để tôi luôn
vững vàng bước trên con đường mình đã chọn.
Hà Nội, ngày 5 tháng 10 năm 2018
Tác giả
Vũ Thị Thu Hiền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................... 3
1.1 Tổng quan về kháng sinh ......................................................................... 3
1.1.1 Khái niệm về kháng sinh ................................................................... 3
1.1.2 Sự kháng kháng sinh (đề kháng) của vi khuẩn .................................. 3
1.1.2.1 . Sự phát triển đặc tính kháng kháng sinh của vi khuẩn ............ 3
1.1.2.2 . Phân loại đề kháng ................................................................... 4
1.1.3 Cơ chế kháng kháng sinh ở vi khuẩn ................................................. 5
1.1.3.1 Thay đổi đích tác đơ ̣ng ................................................................ 5
1.1.3.2 Tạo ra các enzym ........................................................................ 5
1.1.3.3 Giảm tính thấm của màng nguyên sinh chất ............................... 5
1.1.4 Thực trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn Gram âm ....................... 6
1.2 Một số nét về Pseudomonas aeruginosa ................................................. 9
1.2.1 Đặc điểm vi sinh vật .......................................................................... 9
1.2.2 Nhiễm trùng lâm sàng do P. aeruginosa gây ra .............................. 11
1.2.3 Khả năng gây bệnh .......................................................................... 12
1.2.4 Độc lực ............................................................................................. 13
1.2.4.1 Các yếu tố hỗ trợ cho sự gắn kết của P. aeruginosa vào tế bào
vật chủ ................................................................................................... 13
1.2.4.2 Các yếu tố hỗ trợ sự xâm nhập của P. aeruginosa vào mô và ức
chế đáp ứng miễn dịch của vật chủ........................................................ 13
1.2.5 Cơ chế kháng kháng sinh ................................................................. 16
1.2.5.1 Kháng trung gian qua porin màng ngồi................................... 16
1.2.5.2 Kháng kháng sinh thơng qua hệ thống bơm đẩy....................... 17
1.2.5.3 Thay đổi đích tác động .............................................................. 21
1.2.5.4 Sản sinh enzym phân hủy kháng sinh ....................................... 21

1.2.5.5 Cơ chế kháng bằng việc hình thành màng sinh học-biofilm .... 24
1.2.6 Tình hình kháng kháng sinh của P. aeruginosa .............................. 24
1.2.6.1 Tình hình kháng kháng sinh của P. aeruginosa trên thế giới ... 24
1.2.6.2 Tình hình kháng kháng sinh của P. aeruginosa ở Việt Nam.... 26
1.2.7 Các kĩ thuật thử nghiệm tính nhạy cảm kháng sinh của P.
aeruginosa................................................................................................. 27
1.2.7.1 Kỹ thuật khoanh giấy kháng sinh khuếch tán trên thạch .......... 27
1.2.7.2 Kỹ thuật xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) ................... 28
1.2.7.3 Kỹ thuật E-test........................................................................... 28
1.2.8 Các kĩ thuật sinh học phân tử xác định kiểu gen của P. aeruginosa 28
1.2.8.1 Kĩ thuật RAPD-PCR (Random amplified polymorphic ADN
fingerprinting) ........................................................................................ 28
1.2.8.2 Kĩ thuật điện di xung trường (PFGE) ....................................... 29
1.2.8.3 Kĩ thuật phân loại trình tự đa vị trí (Multi Locus Sequence
Typing-MLST) ...................................................................................... 29
1.2.8.4 Kĩ thuật giải trình tự gen ........................................................... 30
1.3 Tính mới, tính thời sự và ý nghĩa khoa học của nghiên cứu ................. 30
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 33
2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ..................................... 33
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 33
2.1.2 Địa điểm nghiên cứu ........................................................................ 33
2.2 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN .......................................... 33
2.2.1 Thời gian thực hiện .......................................................................... 33
2.2.2 Địa điểm thực hiện thí nghiệm ........................................................ 33
2.2.3 Thiết kế nghiên cứu ......................................................................... 33
2.2.4 Vật liệu nghiên cứu – trang thiết bị sinh phẩm và vật tư tiêu hao ... 33

2.3 Các phương pháp nghiên cứu ................................................................ 34
2.3.1 Kỹ thuật xác định nồng độ kháng sinh tối thiểu ức chế vi khuẩn
(MIC) ........................................................................................................ 34
2.3.1.1 Các bước tiến hành.................................................................... 35
2.3.1.2 Đọc và phân tích kết quả ........................................................... 38
2.3.2 Kỹ thuật điện di xung trường (PFGE) ............................................. 39
2.3.2.1 Quy trình tiến hành ................................................................... 39
2.3.2.2 Phân tích kết quả ....................................................................... 41
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................. 43
3.1 Mức độ nhạy cảm kháng sinh của P. aeruginosa .................................. 43
3.1.1 Sự phân bố của P. aeruginosa theo mẫu bệnh phẩm và theo Khoa 43
3.1.2 Mức độ nhạy cảm kháng sinh của P. aeruginosa ............................ 44
KẾT LUẬN .................................................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 60
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Sự phát triển đề kháng kháng sinh của vi khuẩn ............................. 3
Bảng 1.2: Cơ chất và các gen điều hòa của các hệ thống bơm đẩy ở P.
aeruginosa ....................................................................................................... 20
Bảng 2.1: Các kháng sinh được thử nghiệm và diễn giải MIC với ................ 35
P. aeruginosa ................................................................................................. 35
Bảng 2.2: Các hóa chất được sử dụng trong kỹ thuật PFGE .......................... 40
Bảng 3.1: Mức độ nhạy cảm kháng sinh của P. aeruginosa đối với các loại
kháng sinh ....................................................................................................... 46
Bảng 3.2. Sự phân bố kiểu gen của các chủng P. aeruginosa với nồng độ
kháng sinh tối thiểu ức chế sự phát triển của vi khuẩn. .................................. 53

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cơ chế của sự đề kháng kháng sinh ở vi khuẩn . ....................................... .6

Hình 1.2: Đặc điểm hình thái của P. aeruginosa trên mơi trường ni cấy ... 10
Hình 2.1: Cách pha lỗng bậc 2 cho 16 nồng độ kháng sinh từ dung dịch mẹ
......................................................................................................................... 36
Hình 2.2: Sơ đồ chấm chủng bằng bộ cấy 32 giếng ....................................... 38
Hình 3.1: Tỉ lệ P. aeruginosa phân lập được trong các mẫu bệnh phẩm ....... 43
Hình 3.2: Tỉ lệ phân bố các chủng P. aeruginosa theo Khoa ......................... 44
Hình 3.3: Chủng mọc trên đĩa thạch khơng có kháng sinh và có kháng sinh . 45
Hình 3.4: Tỉ lệ P. aeruginosa kháng hoàn toàn và kháng trung gian với các
loại kháng sinh ................................................................................................ 47
Hình 3.5: Hình ảnh đại diện cho kiểu gen của các s ố chủng P. aeruginosa
phân lập tại bệnh viện Việt Đức ...................................................................... 49
Hình 3.6: Cây phân nhóm kiểu gen của các chủng P. aeruginosa phân lập tại
bệnh viện Việt Đức ......................................................................................... 50


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Viết đầy đủ tiếng anh

Viết giải nghĩa tiếng việt

AND

Acid Deoxyribonucleic

Phân tử axit nucleic

Bp

Base pair

CDC

Trung tâm kiểm sốt và

Control and Prevention

phịng ngừa bệnh dịch

Dynamics, Economics &
Policy

ESBL

Ấn Độ
phổ rộng beta lactam

Multidrug- resistant

WGS

Kinh tế và Chính sách tại

lactamases

MDR

PFGE

Biến động Bệnh dịch,

Enzym kháng kháng sinh

Metallo-beta-lactamase

MLST

Trung tâm Nghiên cứu

Extended-spectrum beta-

MBLs

MIC

phân tử DNA

Centers for Disease

Center for Disease
CDDEF

Đơn vị đo trọng lượng của

Minimal Inhibitory

Concentration

Enzym kháng kháng sinh
nhóm beta lactam
Đa kháng
Nồng độ ức chế tối thiểu

Multilocus Sequence

Phân loại dựa trên đa

Typing

điểm của trình tự gen

Pulsed-field gel
electrophoresis
Whole Genome Sequence

Điện di xung trường
Giải trình tự toàn bộ hệ
gen vi khuẩn


MỞ ĐẦU
Việc phát minh ra kháng sinh ở thế kỷ 20 đã đóng một vai trị quan trọng trong
việc khống chế các bệnh nhiễm trùng. Cùng với việc cải thiện điều kiện vệ sinh, nhà ở,
dinh dưỡng và chương trình tiêm chủng mở rộng đã góp phần quan trọng làm giảm tỷ
lệ tử vong của các bệnh nhiễm trùng và tuổi thọ của con người đã được nâng cao. Tuy
nhiên, hiện nay thực trạng vi khuẩn kháng kháng sinh là một trong những vấn đề

nghiêm trọng nhất mà nhân loại đang phải đối mặt trong thế kỷ 21 và được xác định
đóng vai trị trọng tâm trong cơng tác chăm sóc sức khoẻ tồn cầu với chiến lược
đánh giá được tác động của vi khuẩn kháng kháng sinh lên cộng đồng giai đoạn
2020-2025. Trên thế giới, vi khuẩn đã kháng lại kháng sinh ở mức độ nguy hiểm.
Các kháng sinh thế hệ một hầu như không được lựa chọn để điều trị trong rất nhiều
các trường hợp, các kháng sinh thế hệ mới đắt tiền như cephalosporin thế hệ 3, 4,
đặc biệt kháng sinh nhóm carbapenem cũng đang mất dần hiệu lực do sự lây lan
nhanh chóng của các chủng vi khuẩn kháng thuốc [35, 81]. Trong khi đó khơng có
kháng sinh mới được phát hiện để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra,
đặc biệt là vi khuẩn Gram âm. Theo dự báo của GS. Jim O’Neill đến năm 2050, mỗi
năm vi khuẩn kháng kháng sinh sẽ gây tử vong khoảng 10 triệu người, cao hơn tỷ lệ
người tử vong do bất kỳ nguyên nhân nào, kể cả ung thư (8,2 triệu) và gây thiệt hại

cho nền kinh tế bao gồm chi phí điều trị và tạo ra ít sản phẩm lao động khoảng
100 nghìn tỷ USD ở trên tồn thế giới [89].
Pseudomonas aeruginosa hay cịn được gọi là trực khuẩn mủ xanh được biết
đến là một trong các tác nhân hàng đầu gây nhiễm khuẩn bệnh viện, như là viêm
phổi, nhiễm trùng tiế t niê ̣u , viêm da và viêm mô mềm [79]. Các lựa chọn kháng
sinh trong điề u tri ̣ P. aeruginosa bị hạn chế do vi khuẩn này có xu hướng phát triển
kháng lại với nhiều dòng kháng sinh nhờ cơ chế kháng đa dạng như sự biểu hiện
quá mức của hệ thống bơm đẩy, giảm tính thẩm thấu màng ngồi (OM), hoặc sản
sinh β-lactamase phân hủy kháng sinh nhóm β-lactama [54]. Tính đa kháng của P.
aeruginosa đã gây ra nhiều khó khăn trong q trình điều trị, làm tăng tỉ lệ bệnh tật,

1


tăng tỉ lệ tử vong và tăng chi phí điều trị. Đã có nhiều báo cáo trên thế giới cho thấy
mức độ kháng đa kháng sinh và gây ra hậu quả nặng nề do P. aeruginosa [24, 98].
Ở Việt Nam, phần lớn các nghiên cứu chỉ tập trung vào tỷ lệ kháng kháng

sinh/ đa kháng kháng sinh của P. aeruginosa, chưa có nhiều nghiên cứu sâu về kiểu
gen, xác định nguồn gốc để đánh giá khả năng lây lan của các chủng P.
aeruginosa trong bệnh viện [1, 10]. Có thể kể đến nghiên cứu của Tada và cộng
sự trên 40 chủng P. aeruginosa phân lập tại bệnh viện Bạch Mai cho thấy các
chủng P. aeruginosa ST235 mang gen IMP-26 có khả năng ly giải mạnh kháng
sinh nhóm carbapenem [105]. Tuy nhiên, nghiên cứu này không được tiến hành ơ
Việt Nam mà được thực hiện tạ phịng thí nghiệm ở Nhật Bản. Hiện nay, điện di
xung trường (Pulsed-field gel electrophoresis, PFGE) là kỹ thuật sinh học phân tử
được nhiều nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu và đánh giá sự lây truyền của các
vi khuẩn gây bệnh trong bệnh viện va cộng đồng. Bệnh viện Việt Đức là bệnh viện
tuyến đầu Trung ương với quy mô lớn. Bệnh nhân của bệnh viện này khá đa dạng
với đủ các lứa tuổi, thành phầ n và đ ến từ nhiều tỉnh thành khác nhau. Đây cũng là
bệnh viện sử dụng kháng sinh với quy mô lớn tạo áp lực chọn lọc cho vi khuẩn
kháng lại kháng sinh. Do vậy, để góp phần làm rõ hơn bức tranh tồn thể về tính
kháng kháng sinh cũng như để đánh giá mối liên hệ kiểu gen, sự lưu hành của các
chủng P. aeruginosa gây bệnh trong bệnh viện, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
―Nghiên cứu đặc tính kháng kháng sinh và mối liên hệ kiểu gen của các chủng
Pseudomonas aeruginosa phân lập tại Bệnh viện Việt Đức‖ với mục tiêu sau:
1. Xác định tính nhạy cảm kháng sinh của các chủng Pseudomonas aeruginosa
phân lập tại Bệnh viện Việt Đức.
2. Xác định mối liên hệ kiểu gen của các chủng Pseudomonas aeruginosa phân
lập tại Bệnh viện Việt Đức bằng kĩ thuật điện di xung trường (PFGE).

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về kháng sinh
1.1.1 Khái niệm về kháng sinh
Kháng sinh là những chất được chiết xuất từ vi sinh vật hoặc được tổng hợp

hóa học, với liều rất nhỏ có tác dụng ức chế hoặc giết chết vi sinh vật một cách đặc
hiệu, có thể dùng tại chỗ hoặc tồn thân, ít độc hoặc khơng độc cho cơ thể.
1.1.2 Sự kháng kháng sinh (đề kháng) của vi khuẩn
1.1.2.1. Sự phát triển đặc tính kháng kháng sinh của vi khuẩn
Trong tự nhiên, phần lớn các vi khuẩn đều sở hữu riêng các gen kháng kháng
sinh. Điều này được quan sát thấy trên một số chủng Staphylococcus đã đề kháng
với penicillin ngay sau khi được đưa vào sử dụng năm 1946. Dưới áp lực chọn lọc
tự nhiên, các loài vi khuẩn đã xuấ t hiê ̣n khả năng chống lại tác dụng của kháng sinh,
ví dụ streptomycin được đưa vào sử dụng năm 1943 và đến năm 1959 người ta quan
sát thấy hiện tượng vi khuẩn kháng lại nhóm kháng sinh này (Bảng 1.1). Hiện nay,
hầu hết các vi khuẩn gây bệnh đã kháng lại một hoặc nhiều loại kháng sinh [112].
Bảng 1.1: Sự phát triển đề kháng kháng sinh của vi khuẩn [112]
Năm phát hiện

Kháng sinh

Năm sử dụng

Sulfonamid

1930

1940

Penicillin

1943

1946

Streptomycin

1943

1959

Chloramphenicol

1947

1959

Tetracyclin

1948

1953

Erythromycin

1952

1988

Vancomycin

1956

1988

Methicillin

1960

1961

Ampicillin

1961

1973

Cephalosporin

1960

1960

3

sƣ ̣ kháng


Trong thời gian gần đây, khoảng 70% các chủng vi khuẩn gây bệnh trong
bệnh viện đã kháng lại ít nhất 1 loại kháng sinh thường dùng trong điều trị, đặc biệt
một số vi khuẩn như E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa và A. baumannii đã
kháng lại tất cả các loại kháng sinh bao gồm cả các kháng sinh mạnh nhất hiện nay
như cephalosporin và carbapenem. Đây là một mối lo ngại và thách thức lớn đối với
nền y học hiện đại [118-120, 122].
1.1.2.2. Phân loại đề kháng

Hiê ̣n tươ ̣ng vi khuẩ n vẫn có khả năng phát triể n trong môi trường kháng sinh
ở nồng độ thường dùng được gọi là đề kháng [6]. Đề kháng được chia làm hai loại
đề kháng giả và đề kháng thật.
Đề kháng giả: là hiện tượng có biểu hiện đề kháng nhưng bản chất khơng
phải do di truyền. Ví dụ, khi vi khuẩn nằm trong ổ áp xe hoặc nằm trong các tổ chức
hoại tử bao bọc, kháng sinh không thấm được tới ổ viêm chứa vi khuẩn nên không
phát huy được hết tác dụng. Hoă ̣c khi vi khuẩn ở trạng thái nghỉ (khơng nhân lên,
khơng chuyển hóa) thì sẽ khơng chịu tác dụng của thuốc kháng sinh ức chế quá
trình tổng hợp vách. Thêm vào đó, ở một số bệnh nhân bị suy giảm hệ thống miễn
dịch hay chức năng của thực bào bị hạn chế, khi đó cơ thể khơng đủ khả năng loại
trừ những vi khuẩn đã bị ức chế ra khỏi cơ thể, vì thế khi khơng cịn thuốc kháng
sinh vi khuẩn sẽ phục hồi và phát triển trở lại [6].
Đề kháng thật bao gồm đề kháng tự nhiên và đề kháng thu được:
+ Đề kháng tự nhiên: Là do cấu trúc di truyền của một số loài vi khuẩn. Ví
dụ, một số lồi vi khuẩn khơng có hệ thống vận chuyển kháng sinh hoặc khơng có
đích tác động của kháng sinh, như là Mycoplasma thuộc loại vi khuẩn khơng có
vách sẽ khơng chịu tác động của kháng sinh -lactam, ức chế tổng hợp vách tế bào .
Ở một số vi khuẩn Gram âm, tế bào vi khuẩn được bao bọc bởi một lớp vỏ bên
ngoài sẽ ngăn không cho kháng sinh xâm nhập vào bên trong tế bào [6].
+ Đề kháng thu đƣợc: Có rất nhiều cơ chế đã được vi khuẩn phát triển để
kháng lại kháng sinh. Các đề kháng thu được này liên quan đến sự thay đổi vâ ̣t chấ t
di truyề n của vi khuẩn đó hoặc do được truyền các gen kháng kháng sinh nằm trên

4


các plasmid và intergron lớp 1 từ vi khuẩn cùng và khác lồi thơng qua hình thức
biến nạp và tiếp hợp [6] .
1.1.3 Cơ chế kháng kháng sinh ở vi khuẩn
Có rất nhiều cơ chế tham gia vào tính kháng kháng sinh của vi khuẩn. Những

cơ chế này có thể bao gờ m thay đổi đích tác động, tạo ra các enzym, ngăn cản khả
năng gắn vào tế bào vi khuẩn và làm thay đổi đường chuyển hóa (tạo ra các
isoenzym).
1.1.3.1 Thay đổi đích tác đơ ̣ng
Vi khuẩn thay đổi đích tác động của kháng sinh do thay đở i một protein cấu
trúc hoặc một nucleotid trên tiểu phần 30S hoặc 50S của ribosom nên kháng sinh
không bám được vào đích và mất đi tác dụng [6]. Ví dụ: A. baumannii kháng lại
imipenem và P. aeruginosa kháng tycarcilline và imipenem do chúng thay đổi vị trí
gắn vào protein của các kháng sinh. Cơ chế tác động của các kháng sinh nhóm
quinolone là ức chế hoạt động của đoạn gen mã hóa tổng hợp các tiểu đơn vị nhóm
A của GyrA DNA gyrase A) và ParC (topoisomerase IV) của tế bào vi khuẩn. Ví
dụ, tính kháng quinolone của S. typhi xảy ra do đột biến điểm của các đoạn gen mã
hóa quá trình tổng hợp enzym GyrA và ParC trên nhiễm sắc thể của vi khuẩn.
1.1.3.2 Tạo ra các enzym
Các enzym do gen đề kháng tạo ra có thể biến đổi cấu trúc hóa học của phân
tử kháng sinh làm kháng sinh mất tác dụng, ví dụ, acetyl hóa hoặc photphoryl hóa
hay adenyl hóa các aminoxid hoặc chloramphenicol, hay như β-lactamase thủy phân
nhóm kháng sinh β-lactam. Ngày nay người ta đã tìm thấy hơn 20 loại enzym phá
hủy kháng sinh nhóm β-lactam và 17 enzym phá hủy kháng sinh nhóm aminosid
[6].
1.1.3.3 Giảm tính thấm của màng nguyên sinh chất
Vi khuẩn làm giảm mức độ thấm của màng nguyên sinh chất, ví dụ kháng
sinh tetracyclin, oxacillin; gen đề kháng tạo ra một protein bám màng ngoài, ngăn
cản kháng sinh thấm vào tế bào, hoặc làm mất khả năng vận chuyển qua màng do
cản trở protein mang.

5


Hình 1.1: Cơ chế của sự đề kháng kháng sinh ở vi khuẩn [44]

1.1.4 Thực trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn Gram âm
Việc tìm ra kháng sinh ở thế kỷ 20 đã đóng một vai trị quan trọng trong việc
kiể m soát các bệnh nhiễm trùng. Cùng với việc cải thiện điều kiện vệ sinh, nhà ở, dinh
dưỡng và chương trình tiêm chủng mở rộng đã góp phần quan trọng làm giảm tỷ lệ tử
vong của các bệnh nhiễm khuẩ n. Cho đến nay các nhà khoa học đã nghiên cứu và tổ ng
hơ ̣p thành công nhiều thế hệ kháng sinh khác nhau nhằm đáp ứng kịp thời cho công tác
điều trị. Tuy nhiên sự gia tăng tỷ lệ kháng thuốc của các vi khuẩn trong bệnh viện và
trong cộng đồng là mố i quan tâm về y tế được tổ chức Y tế thế giới xếp vào một trong
năm vấn đề quan trọng hàng đầu cần được giám sát một cách chặt chẽ.
Theo nhiề u báo cáo trên thế giới, tỷ lệ kháng kháng sinh của vi khuẩn đang gia
tăng một cách nhanh chóng. Các kháng sinh ―thế hệ một‖ gần như không được lựa chọn
để điều trị trong hầu hết các trường hợp. Các kháng sinh thế hệ mới đắt tiền cũng đang
mất dần hiệu lực. Theo báo cáo của trung tâm phòng chống bệnh tật châu Âu (ECDC),
hàng năm có khoảng trên 25.000 ca tử vong do bị nhiễm các chủng vi khuẩn đa kháng
thuốc. Chỉ tính riêng ở Thụy Điển, số lượng bệnh nhân mắc các chủng S. aureus kháng
methicillin (MRSA) tăng từ 300 (2000) lên 1400 ca, và đặc biệt số lượng các ca bệnh
mắc các chủng vi khuẩn kháng các loại kháng sinh phổ rộng (ESBL) cũng tăng nhanh từ
<500 ca (2005) lên 3500 ca (2009). Vào năm 2014, hệ thống Giám sát kháng kháng

6


sinh ở Châu Âu (European Antimicrobial Resistance Surveillance System network EARS-Net) đã báo cáo về việc tăng tỷ lệ kháng kháng sinh ở các vi khuẩn Gram âm
đặc biệt là ở E. coli, K. pneumoniae và P. aeruginosa [47]. Báo cáo mới nhất cho
thấy tỷ lệ hiện nhiễm E. coli kháng cephalosporin thế hệ thứ ba tăng đáng kể từ 3%
lên 36% trong suốt mấy năm qua. Tương tự, giám sát của EARS-Net cũng ghi nhận
sự kháng kháng sinh ở các chủng P. aeruginosa, với 14,9% chủng phân lập kháng
với ít nhất ba lớp kháng sinh và 5,5% đối với cả năm nhóm kháng sinh. Sự gia tăng
sức đề kháng của vi khuẩn với nhiều nhóm kháng sinh chỉ cho phép một vài phương
pháp điều trị thay thế cho bệnh nhân bị nhiễm trùng gây ra bởi các tác nhân gây

bệnh này. Kháng sinh nhóm carbapenem ln được sử dụng như là lựa chọn cuối
cùng để điều trị các bệnh nhiễm trùng do Enterobacteriaceae. Thật không may, việc
sử dụng kháng sinh sau một thời gian đã tạo ra nguy cơ gia tăng tỉ lệ vi khuẩn kháng
carbapenem và giờ đây đã và đang trở thành vấn đề nan giải ở nhiều nước trên thế
giới. Theo nghiên cứu của CDDEF-Trung tâm Nghiên cứu Biến động Bệnh dịch,
Kinh tế và Chính sách tại Ấn Độ (Center for Disease Dynamics, Economics &
Policy), tỉ lệ vi khuẩn E. coli và K. pneumonie kháng carbapenem tăng lần lượt từ 10%
(2008) lên tới 13% (2013) và 29% (2008) lên tới 57% (2014) [36].
Ở Việt Nam, tình hình vi khuẩn kháng kháng sinh ngày càng trở nên phức tạp
và gây ra nhiều khó khăn trong cơng cuộc điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn
đa kháng gây ra. Cho đến nay rất nhiều nghiên cứu cho thấy các vi khuẩn gây bệnh
như Salmonella, A. baumannii, E. coli và K. pneumonia, P. aeruginosa… tại Việt
Nam đã kháng nhiều loại kháng sinh thơng thường. Tính đa kháng thuốc của các loại
vi khuẩn này liên quan đến các gen kháng kháng sinh nằm trên plasmid của tế bào
vi khuẩn. Ở Việt Nam, những năm gần đây vi khuẩn không chỉ kháng với các kháng
sinh thơng thường, mà cịn kháng lại nhiều kháng sinh thế hệ mới, phổ rộng gây
nhiều khó khăn cho cơng tác điều trị. Điển hình như tại các bệnh viện lớn như Bệnh
viện Bạch Mai, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện TWQĐ 108, Bệnh viện TW Huế…
các vi khuẩn nêu trên đã có tỷ lệ kháng rất cao với các kháng sinh thường dùng, cụ
thể là với E. coli các kháng sinh hay sử dụng để điều trị là gentamicin và cefotaxim

7


đã bị kháng lần lượt là 51% và 50,3%. Tụ cầu vàng kháng methiciline là 41,7% [2],
đây chính là các chủng MRSA. Đặc biệt với A. baumannii, một căn nguyên nhiễm
trùng bệnh viện hàng đầu hiện nay thì tỷ lệ kháng kháng sinh đã ở mức báo động
đỏ, cụ thể là với hơn 3.000 chủng A. baumannii phân lập được tại 7 bệnh viện lớn,
đại diện cho 3 miền Bắc, Trung, Nam trong năm 2012-2013. Kết quả cho thấy vi
khuẩn này đã có tỷ lệ kháng cao với hầu hết các kháng sinh thông thường dùng

trong bệnh viện (tỷ lệ kháng trên 70% ở 13 trên tổng số 15 loại kháng sinh được thử
nghiệm). Trong đó, tỷ lệ kháng với nhóm carbapenem với 2 đại diện imipenem và
meropenem lần lượt là: 76,5% và 81,3%. Nhóm cephalosporin kháng trên 80%,
trong đó kháng 83,9% với cefepim, 86,7% với ceftazidin, 88% với efotaxim, 93,1%
với ceftriaxone [9]. Năm 2014, theo nghiên cứu ở viện Pasteur TP Hồ Chí Minh về
tình trạng đa kháng thuốc của K. pneumoniae cho thấy, K. pneumoniae kháng với tất
cả các loại kháng sinh với tỉ lệ kháng colistin (10,7%), fosfomycin (24%),
aztreonam (36%), amikacin (42,9%), ciprofloxacin (48,2%), cefepime (45,8%),
imipenem

(46,2%),

ticarcillin/a.clavulanic

gentamicin
(54,2%),

(55,6%),

tobramycin

cefoperazone

(54,2%),

Piperacillin

(54,2%),
(60,7%),

cefsulodin (62,5%), sulfamides (64%) [1]. Theo báo cáo của tác giả Trần Huy Hồng
(2014) về tình trạng vi khuẩn kháng carbapenem ở bệnh viện Việt Đức - Hà Nội cho
thấy, A. baumannii chiếm tỉ lệ cao nhất 63,8%, tiếp theo là các chủng Acinetobacter
spp. 15,5%, Enterobacter spp. 6,9%, K. pneumoniae 6,1%, E. coli 4,8%, C. freundii
2,4% và thấp nhất là Providencia rettgeri 0,4% [5].
Hậu quả của vi khuẩn kháng đa kháng sinh để lại rất nặng nề, theo như báo
cáo của Trung tâm phịng chống và kiểm sốt bệnh tật tại Mỹ (CDC), hơn 70%
trong tổng số 1,7 triệu ca nhiễm trùng tại các bệnh viện của Mỹ kháng lại với ít nhất
một loại kháng sinh được khuyến cáo sử dụng để điều trị cho tác nhân nhiễm khuẩn
đó, và tỷ lệ tử vong do nhiễm khuẩn bệnh viện là 99.000 ca hàng năm. Hay tại châu
Âu, tỷ lệ tử vong hàng năm là 25.000 ca có liên quan đến nhiễm khuẩn bệnh viện do
vi khuẩn kháng kháng sinh. Thêm vào đó khi bị nhiễm khuẩn do các vi khuẩn kháng
kháng sinh gây ra sẽ có nguy cơ cao gây thất bại trong điều trị, tăng chi phí, kéo dài

8


thời gian điều trị và gây thiệt hại cho nền kinh tế (do ốm đau, mất sức và tạo ra ít
sản phẩm lao động). Chẳng hạn như, liên minh châu Âu mất 1,5 tỉ EUR và Mỹ mất
1,87 tỉ đô la hàng năm, cao hơn rất nhiều số tiền sử dụng cho cơng tác phịng chống
dịch cúm hàng năm tại các quốc gia này [121].
Ngoài ra vi khuẩn kháng đa kháng sinh còn tác động đến nhiều lĩnh vực khác
nhau như sức khỏe con người, kinh tế, dịch tễ học, ngành cơng nghiệp dược phẩm
và các biện pháp phịng chống vi khuẩn kháng kháng sinh. Thêm vào đó, các nghiên
cứu sâu về các đặc tính sinh học phân tử của vi khuẩn kháng kháng sinh cũng rất
quan trọng để phát hiện ra nguồn truyền và phương thức lây lan qua đó chúng ta có
thể đề ra các biện pháp nhằm hạn chế sự lây lan của các vi khuẩn kháng kháng sinh
trong bệnh viện và cộng đồng.
1.2 Một số nét về Pseudomonas aeruginosa
1.2.1 Đặc điểm vi sinh vật

P. aeruginosa là một vi khuẩn Gram âm hiếu khí, có khả năng tồn tại trong
nhiều môi trường khác nhau. Sinh vật này thường dài 1,5-5 μm, rộng 0,5-1,0 μm và
có khả năng di động nhờ tiên mao ở một cực duy nhất. P. aeruginosa lần đầu tiên
được phân lập ngồi mơi trường tự nhiên bởi Schroeter vào năm 1872 [78]. Ngồi
ra, nó cũng được Carle Gessard phân lập lần đầu tiên ở người trên những người lính
bị thương vào năm 1882 [37]. P. aeruginosa thuộc họ Pseudomonadaceae trong
nhóm Gammaproteobacteria. Các đặc tính điển hình của P. aeruginosa bao gồm các
xét nghiệm dương tính với oxydase, khả năng ni cấy ở nhiệt độ 42oC (dù được
phân loại như là sinh vật hiếu khí) và khả năng phát triển trong điều kiện kị khí khi
có mặt của một chất nhận điện tử cuối cùng là nitrit hoặc arginine [28].
P. aeruginosa là một loại vi khuẩn không lên men lactose, thường được phân
lập từ các bệnh nhân nằm viện và có thể được tìm thấy trong một loạt các dung dịch
lỏng, bao gồm các chất tẩy uế, xà bơng và thuốc nhỏ mắt. Nó cũng có thể được tìm
thấy trong bồn rửa, bồn nước nóng, thiết bị hơ hấp, vịi hoa sen. Nó có khả năng sản
xuất sắc tố hòa tan trong nước pyoverdine và pyocyanin tạo ra màu xanh lá cây là

9


màu đặc trưng của sinh vật khi nuôi cấy trên mơi trường thạch để phân lập
Pseudomonas [49, 50].
P. aeruginosa có thể gây ra nhiều bệnh và có thể được phân lập từ hầu hết
mẫu vật. Nhiễm trùng do P. aeruginosa có thể thu được từ cộng đồng và từ các cơ
sở y tế. P. aeruginosa hiếm khi gây bệnh ở người khỏe mạnh nhưng có thể cư trú ở
đường tiêu hóa của bệnh nhân đặc biệt là những người đã được điều trị kháng sinh
trước đó [28]. Trên mơi trường thạch thường ở 37ºC, hình thái khuẩn lạc là trịn đều
nhẵn, mịn, trung tâm hơi lồi, có màu xanh ánh kim và có xu hướng mọc lan. Khi
ni cấy vi khuẩn này trên môi trường thạch máu, khuẩn lạc mọc gây tan máu hồn
tồn (tan máu β). Trong mơi trường lỏng, vi khuẩn mọc thành váng có màu xanh ở
trên mặt mơi trường, mơi trường đục (Hình 1.2 -C).

A

B

C

Hình 1.2: Đặc điểm hình thái của P. aeruginosa trên mơi trƣờng nuôi cấy
A: Môi trường thạch thường

B: Môi trường thạch máu

C: Mơi trường lỏng

Các khuẩn lạc của P. aeruginosa thường có màu và thực tế tên gọi của loài
xuất phát từ nghĩa của từ aeruginosa là "màu của gỉ đồng", có nghĩa là các khuẩn lạc
có màu xanh lá cây là do vi khuẩn có khả năng sản sinh sắc tố pyocyanin là loại sắc
tố tan trong nước và cloroform, khuếch tán ra mơi trường làm mơi trường có màu
xanh. Đa số P. aeruginosa sinh sắc tố này. Đó là lí do tại sao các vết mủ nhiễm
trùng do P. aeruginosa gây ra thường có màu xanh. Ngồi ra, pyoverdin huỳnh
quang và pyorubin (đỏ-nâu) là các sắc tố thông thường khác có trong vi khuẩn này
[78]. Sắc tố của P. aeruginosa dưới ảnh hưởng các nhân tố hố học có thể thay đổi

10


thành màu nâu, đen...Bên cạnh đó P. aeruginosa cũng có khả năng sản xuất chất
thơm là kimetylami.
P. aeruginosa có nhiều kiểu di chuyển khác nhau như bơi, co giật và trôi dạt.
P. aeruginosa bơi trong môi trường nước bằng cách chuyển động lông đơn cực. Đặc

biệt, với khả năng di chuyển hóa ứng động có thể cho phép nó di chuyển trong các
bề mặt lỏng và rắn.
1.2.2 Nhiễm trùng lâm sàng do P. aeruginosa gây ra
P. aeruginosa có thể gây nhiễm trùng ở hầu hết mọi bộ phận cơ thể nhưng
hiếm khi gây nhiễm trùng ở người khỏe mạnh. Vi khuẩn này là một mầm bệnh cơ
hội gây nhiễm trùng đường hô hấp, nhiễm trùng tiế t niê ̣u, viêm da, nhiễm trùng
máu, nhiễm trùng mô mềm và một loạt các nhiễm trùng tồn thân. Nó được tìm thấy
chủ yếu ở những bệnh nhân bị bỏng nặng, ung thư, và ở những người bị AIDS có hệ
thống miễn dịch suy giảm. Sự bùng phát của sinh vật này đã được báo cáo ở các
môi trường khác nhau [80]. Trong số các ca bệnh bị nhiễm trùng máu do vi khuẩn
Gram âm gây ra, có khoảng 25% là liên quan tới P. aeruginosa. P. aeruginosa cũng
gây viêm màng não do nó có khả năng xâm nhâp các cơ quan ở hệ thống thần kinh
trung ương như xoang, tai trong, hoặc xâm nhập trực tiếp thông qua các thiết bị,
dụng cụ trong phẫu thuật hoặc chẩn đoán. P. aeruginosa là tác nhân gây viêm tai
ngoài, thường là những người hay đi bơi. Loài vi khuẩn này cũng là một trong các
tác nhân gây bệnh trên mắt, điển hình là gây nhiễm trùng mắt (thông qua chấn
thương hoặc do đưa thuốc bị nhiễm khuẩn vào) gây viêm màng kết mạc mắt, viêm
giác mạc mắt [103]. Gây viêm tuỷ sống, thông qua con đường tiêm trực tiếp vào
xương và là tác nhân gây bệnh viêm xương khớp phổ biến nhất sau khi chích các
vết thương ở bàn chân. P. aeruginosa có thể gây bệnh ở bất kỳ vị trí nào của đường
tiêu hóa từ miệng đến trực tràng.
Nhiễm trùng do P. aeruginosa thay đổi tùy thuộc vào mức độ nhiễm bệnh
của bệnh nhân. Theo báo cáo của Solomon năm 2003, P. aeruginosa được coi là
nguyên nhân phổ biến nhất gây viêm phổi (17%), nhiễm trùng tiế t niê ̣u (7%), nhiễm
trùng sau phẫu thuật (8%), nhiễm trùng máu (2%) và là vi khuẩn phổ biến thứ năm

11


trong tất cả các vi khuẩn phân lập được (9%) tại các cơ sở chăm sóc sức khỏe [100].

P. aeruginosa cũng được biết đến là một tác nhân chủ yếu gây viêm phổi cô ̣ng đồ ng
mắc phải(community-acquired pneumonia –CAP) trên bệnh nhân bị bệnh phổi tắc
nghẽn mạn tính, người ở nhà dưỡng lão và bệnh nhân mới xuất viện [32]. Vi khuẩn
này thường phân bố trong môi trường tự nhiên và thường được tìm thấy trong đất và
nước. Nó cũng là nguyên nhân chính gây tử vong ở những bệnh nhân xơ nang
[106].
1.2.3 Khả năng gây bệnh
P. aeruginosa là một mầm bệnh cơ hội gây nhiễm trùng cấp tính và mạn tính
ở bệnh nhân có các tình trạng như xơ nang, thơng khí cơ học, suy giảm miễn dịch
hoặc bị mắc các bệnh về đường hơ hấp có từ trước. Khả năng gây bệnh của P.
aeruginosa chủ yếu là do các yếu tố độc tính khác nhau của vi khuẩn và sự linh hoạt
trong di truyền. Hệ genome của loài vi khuẩn Gram âm này nằm trong số những vi
khuẩn có kích thước hệ gen lớn nhất với 6,26 Mbp chứa khoảng 5567 gen cộng
thêm một số lượng lớn các gen có thể được truyền ngang giữa các vi khuẩ n . Điều
này cung cấp cho P. aeruginosa khả năng thích nghi cực cao với những biến động
của mơi trường bao gồm áp lực do kháng sinh, cho phép nó tồn tại trong các mơi
trường khác nhau [53]. Những tổn thương ở phổi do nhiễm trùng P. aeruginosa
thường là kết quả của những tác động phá huỷ trực tiếp của vi khuẩ n lên nhu mô
phổi và hệ thống đáp ứng miễn dịch của vật chủ. Các yếu tố góp phần vào sinh bệnh
học của P. aeruginosa phục thuộc vào tình trạng sức khoẻ của vật chủ. Bệnh nhân
có tiền sử bệnh lý về đường hô hấp khi nhập viện, đặc biệt là những bệnh nhân phải
thở bằng máy hầu hết đều có nguy cơ cao bị viêm phổi do P. aeruginosa gây ra.
Ngoài ra, trong điều kiện ẩm ướt, nếu thêm yếu tố giàu chất khoáng, giàu dinh
dưỡng thì rất thuận lợi cho sự tồn tại và phát triển của P. aeruginosa (như dụng cụ
làm ẩm oxy, ống hút, lavabo rửa tay…). Để gây ra bất kỳ loại nhiễm trùng nào,
trước hết P. aeruginosa phải xâm nhập được vào vật chủ và cư trú trong đó. Q
trình xâm nhập thường bắt đầu khi tuyến phòng thủ đầu tiên (hàng rào bảo vệ không
đặc hiệu ở da, niêm mạc) bị phá vỡ (như khi bị vết thương) hoặc vi khuẩn được đưa

12

trực tiếp vào cơ thể thông qua dụng cụ nội soi hoặc ống thơng khí quản. Tại chỗ vi
khuẩn gây viêm có mủ, điển hình là mủ có màu xanh. Nếu cơ thể giảm sức đề
kháng, chúng có thể xâm nhập vào sâu hơn bên trong cơ thể và gây viêm ở các phủ
tạng như các nhiễm trùng có mủ và những áp xe ở những phần khác nhau của cơ thể
người... hoặc đi vào máu gây nhiễm khuẩn huyết, viêm nội tâm mạc. Nhiễm khuẩn
do P. aeruginosa ngày càng trở nên trầm trọng do vi khuẩn có khả năng đề kháng
đa kháng sinh và thường kháng ở nồng cao. Hiện nay P. aeruginosa được xem là
căn nguyên chủ yếu gây nhiễm trùng bệnh viện.
1.2.4 Độc lực
Giống như các vi khuẩ n khác, P. aeruginosa sản xuất các yếu tố độc lực góp
phần vào khả năng gây bệnh của nó. Các yếu tố độc lực của P. aeruginosa được
chia thành hai nhóm chức năng: các yếu tố hỗ trợ sự gắn kết của sinh vật vào các tế
bào chủ và các yếu tố hỗ trợ cho sự xâm nhập của sinh vật vào các mô và ức chế
đáp ứng miễn dịch của vật chủ.
1.2.4.1 Các yếu tố hỗ trợ cho sự gắn kết của P. aeruginosa vào tế bào vật chủ
Các yếu tố độc lực đóng vai trị quan trọng trong q trình bám dính của P.
aeruginosa lên bề mặt vật chủ bao gồm pili, flagella, polysaccharide ngoại bào. Sự
bám dính được xem là bước quan trọng đầu tiên trong quá trình lây nhiễm của vi
khuẩn vào bề mặt tế bào biểu mơ của vật chủ. Khi đã bám dính được vào bề mặt tế
bào chủ, P. aeruginosa sẽ kích hoạt các q trình hóa sinh đặc hiệu gây bệnh như
tăng sinh, bài tiết độc tố, xâm nhập và hoạt hóa các chuỗi tín hiệu của tế bào vật
chủ.
1.2.4.2 Các yếu tố hỗ trợ sự xâm nhập của P. aeruginosa vào mô và ức chế đáp
ứng miễn dịch của vật chủ
Hệ thống bài tiết loại III: cho phép P. aeruginosa sản sinh độc tố vào tế bào
chủ. Các độc tố loại III bao gồm exoenzym S (ExoS), exoenzym U (ExoU),
exoenzym T (ExoT), và exoenzym Y (ExoY). Chúng đóng góp ở các mức độ khác
nhau trong việc gây độc tế bào dẫn tới sự xâm nhập và lan rộng của vi khuẩn [30].

Trong số những exoenzym này, ExoU có tính độc lực cao nhất [43, 94]. Các chủng

13


P. aeruginosa biểu hiện các độc tố của hệ thống bài tiết loại III có khả năng làm
tăng nguy cơ tử vong ở bệnh nhân bị viêm phổi, nhiễm khuẩn huyết, suy hô hấp
[92].
Hệ thống bài tiết loại II bao gồm các ngoại độc tố:
+ Protease: gần 90% các chủng P. aeruginosa có khả năng phân giải
protein. Ít nhất ba protease khác nhau đã được xác định trong P. aeruginosa và hai
trong số chúng là elastase và alkaline protease có liên quan đến độc lực của P.
aeruginosa [70]. Các enzym này phá hủy các phân tử protein của vật chủ một cách
đặc hiệu gây nên những đặc tính lâm sàng riêng của bệnh.
+ Các elastase (LasB elastase, LasA elastase): Phân cắt cấu trúc protein của
tế bào nhân chuẩn như collagen, elatin và hủy hoại cấu trúc protein của các tế bào
này. Đồng thời nó cũng phá vỡ hệ thống miễn dịch đặc hiệu của cơ thể (IgG, IgA,
bổ thể), các phân tử ngoại bào làm cho nhiễm trùng lan tỏa đến các khu vực xa hơn
với các biểu hiện lâm sàng như viêm màng keratin, hoại tử tổ chức trong bỏng và
tạo các xơ nang. Ngồi ra, elastase cịn dung giải fibronectin giúp cho vi khuẩn dễ
dàng bám vào màng nhầy phổi. Elastase phá vỡ biểu mô và cản trở chức năng của
các lông mao bên trong đường hô hấp. Elastase cũng hỗ trợ vi khuẩn trong việc trốn
tránh thực bào tại các vị trí tổn thương bằng cách ức chế hóa hướng bạch cầu.
+ Alkalinne protease: Can thiệp vào sự hình thành fibrin và phân giải fibrin.
Đồng thời, elastase và alkaline protease phân hủy chất nền của giác mạc và những
cấu trúc bảo vệ khác cấu tạo nên fibrin và elastin. Hai enzym này cũng được cho
rằng gây ra sự bất hoạt đối với hai yếu tố quan trọng của hệ miễn dịch là interferon
gamma (IFN) và TNF (Tumor Necrosis Factor). Elastase và protease kiềm có khả
năng can thiệp vào chức năng của tế bào lympho ở người do sự thối hóa của IL-2.
Alkaline protease và elastase cũng có thể ức chế chức năng của bạch cầu trung tính,

đặc biệt là can thiệp vào hóa ứng động cho phép vi khuẩn có lợi thế trong việc thốt
khỏi các thực bào của hệ thống phòng vệ vật chủ [48].
+ Phospholipase C: tất cả các chủng P. aeruginosa đều có khả năng sản xuất
một phospholipase C không chịu nhiệt nằm trong một polypeptid đơn.

14


Phospholipase C là một enzym gây tan máu, có vai trò phân hủy lecithin và lipid,
tạo ra các lỗ thủng trên màng tế bào làm tăng khả năng xâm nhiễm của vi khuẩn vào
trong tế bào vật chủ. Nó thường tác động kết hợp với glycolipide và protease
alkaline gây xuất huyết, hoại tử tại chỗ tổn thương. Phospholipase C có biểu hiện
cao nhất ở những chủng phân lập không chứa mucoid, cịn ở những chủng phân lập
có chứa mucoid thì khả năng sản xuất enzym này rất thấp [14].
+ Exotoxin A: Phần lớn P. aeruginosa sinh ra độc tố này. Exotoxin A là một
proenzym có trọng lượng phân tử 66000-71000 Dalton, không bền với nhiệt và là
một độc tố mạnh nhất của P. aeruginosa. Chúng có vai trị làm kìm hãm sự tổng
hợp protein và gây chết tế bào bằng cách xúc tác chuyển ADP-ribosyl từ
nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) thành yếu tố kéo dài -2 (EF-2) theo phản
ứng sau:

Kết quả là phức hợp ADP-ribosyl-EF-2 khơng hoạt động trong q trình tổng
hợp protein. Exotoxin A hoạt động tương tự như cơ chế hoạt động của độc tố vi
khuẩn bạch hầu. Exotoxin A gây rối loạn chức năng huyết động trung tâm, thay đổi
chức năng đơng máu, rối loạn chuyển hố lipid, gây tổn thương nhiều cơ quan,
nhưng biểu hiện rõ rệt nhất là tổn thương gan. 90% số chủng P. aeruginosa sản xuất
Exotoxin A nhưng đặc tính của độc tố này rất khác nhau tuỳ từng chủng [60].
+ Lypopolysacharide (LPS): là nội độc tố ở thành phần của vách tế bào vi
khuẩn. LPS có vai trị quan trọng trong việc gây ra nhiễm khuẩn huyết. Nó tác động
đến bạch cầu, tiểu cầu, kích hoạt hệ thần kinh giao cảm làm tăng tiết các chất như

renin, histamin, serotonin, đồng thời hoạt hóa hệ kallikreinogenkinin gây rối loạn vi
tuần hoàn, rối loạn vận mạch, đơng máu gây ức chế miễn dịch. Ngồi ra LPS còn
gắn lên thụ thể CD4 trên bề mặt monocyte và đại thực bào kích thích chúng gây
hoại tử tổ chức.

15


1.2.5 Cơ chế kháng kháng sinh
P. aeruginosa có khả năng đề kháng với nhiều loại thuốc kháng sinh thông
qua những cơ chế khác nhau, bao gồm các cơ chế kháng qua việc giảm sự hấp thu
thuốc do mất protein porin màng ngoài, phân hủy kháng sinh bằng việc sinh các
enzym β-lactam, đẩy thuốc kháng sinh ra khỏi tế bào bởi các cơ chế bơm đẩy, bất
hoạt và thay đổi đích tác dụng của kháng sinh [54].
1.2.5.1 Kháng trung gian qua porin màng ngoài
Màng ngoài vi khuẩn (OM-outer membrane) là một cấu trúc rất quan trọng
đối với tế bào, hoạt động như một hàng rào thẩm thấu có chọn lọc đối với các phân
tử kị nước và ưa nước. Nó được ví như là rây phân tử giúp cho các phân tử có kích
thước rất nhỏ đi qua như β-lactam và quinolone. Chính vì thế OM đóng một vai trị
quan trọng trong sự thẩm thấu của vi sinh vật với kháng sinh. Tuy nhiên, nhiề u
nghiên cứu đã chứng minh rằng các vi khuẩn khác nhau có độ thẩm thấu màng khác
nhau. OM của P. aeruginosa có độ thẩm thấu thấp hơn 100 lần so với E. coli [41].
Đặc tính này của P. aeruginosa được xác định là có liên quan tới các protein xuyên
màng gọi là porin. P. aeruginosa có khả năng sản xuất nhiều porin khác nhau, trong
đó oprF là porin chính có trong tất cả các chủng [17]. Những chủng đột biến thiếu
oprF đã được báo cáo không phải là nguyên nhân chính gây ra kháng kháng sinh.
Tuy nhiên, OprD được coi là porin quan trọng nhất có liên quan đến việc giảm đáng
kể tính nhạy cảm tới kháng sinh. OprD là một porin chuyên biệt có vai trị đặc biệt
trong việc hấp thu các axit amin tích điện dương như lysine. Mất oprD thường liên
quan đến tính kháng carbapenem, đặc biệt là imipenem, sẽ làm tăng nồng độ ức chế

tối thiểu từ 1-2 đến 8-32 mg/L và 17% tỷ lệ kháng đã được báo cáo trong quá trình
điều trị [54]. Các nghiên cứu về chức năng đã cho thấy các vòng 2 và 3 trong OprD
chứa các vị trí liên kết cho imipenem [56]. Do đó, đột biến như thay thế nucleotide,
mấ t hoặc chèn các trình tự trong gen oprD hoặc vùng promoter có thể làm giảm
hoặc mất sản xuất OprD [25, 55], dẫn đến khả năng kháng imipenem. Mặc dù hầu
hết các báo cáo chỉ ra rằng những đột biến xảy ra trong gen mã hố porin chủ yếu
được tìm thấy trong các chủng kháng imipenem, một số nghiên cứu khác báo cáo

16