Khảo sát tác dụng phối hợp của colistin với meropenem trên acinetobacter baumannii mang nhóm gene đề kháng carbapenem

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

PHAN THỊ VÂN ANH

KHẢO SÁT TÁC DỤNG PHỐI HỢP CỦA COLISTIN VỚI
MEROPENEM TRÊN ACINETOBACTER BAUMANNII
MANG NHĨM GENE ĐỀ KHÁNG CARBAPENEM
Chun ngành:
Cơng Nghệ Sinh Học
Mã số: 60420201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 1 năm 2018


Cơng trình được hồn thành tại: Trƣờng Đại học Bách Khoa –
ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS. Nguyễn Thúy Hương
Chữ ký : ………………………………………….
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. Nguyễn Tiến Thắng
Chữ ký : ………………………………….............
Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. Hoàng Anh Hoàng
Chữ ký : ……………………………………….....
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa,
ĐHQG Tp. HCM ngày 12 tháng 01 năm 2018
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc
sĩ)

1. PGS.TS. Lê Thị Thủy Tiên - Chủ tịch
2. PGS.TS. Nguyễn Tiến Thắng - Phản biện 1
3. TS. Hoàng Anh Hoàng - Phản biện 2
4. TS. Võ Đình Lệ Tâm - Uỷ viên
5. TS. Huỳnh Ngọc Oanh - Uỷ viên, Thư ký
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa
quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
--------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phan Thị Vân Anh

MSHV: 7140281

Ngày, tháng, năm sinh: 07-10-1988

Nơi sinh: Đồng Tháp

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Mã số: 60420201

I. TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát tác dụng phối hợp của Colistin với Meropenem trên
Acinetobacter baumannii mang nhóm gene đề kháng carbapenem
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Xác định tỷ lệ các gene mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm B và
nhóm D ở A.baumannii ;
Đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh của A.baumannii
Khảo sát tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa Meropenem với
Colistin trên A.baumannii mang nhóm gene đề kháng carbapenem tại Bệnh
viện Đa Khoa Thống Nhất, Đồng Nai
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 11/12/2016
IV. NGÀY HOÀN THIỆN NHIỆM VỤ: 05/12/2017
V. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS. Nguyễn Thúy Hương
Tp. HCM, ngày 12 tháng 01 năm 2018
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC


Lời cảm ơn
Em xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến gia đình ba mẹ hai bên,
gửi đến anh Vĩnh đã đồng hành, động viên và ủng hộ em, luôn tạo điều kiện thật tốt
cho em học hành, luôn bên em và là chỗ dựa tinh thần q giá của em.
Em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô PGS.TS.
Nguyễn Thúy Hương, người đã tận tụy hướng dẫn khoa học , giúp đỡ và tạo điều
kiện tốt nhất để em có thể hồn thành luận văn này.

Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến
- Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Khoa Kỹ Thuật Hóa Học
cùng thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học - Trường Đại học Bách Khoa
TPHCM đã tạo điều kiện và hỗ trrợ em trong suốt quá trình học tập cũng như hồn
thành luận văn này.
- Ban giám đốc, Phịng Tổ chức cán bộ, Khoa Vi Sinh - Bệnh viện Đa khoa
Thống Nhất, Đồng Nai, gởi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Sĩ Tuấn - cảm ơn anh đã
tạo mọi điều kiện, hướng dẫn tận tình để có được kết quả thành công của luận văn
này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã
động viên em rất nhiều trong quá trình học tập và nghiên cứu.

TPHCM, ngày 23 tháng 11 năm 2017

Phan Thị Vân Anh


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hiện nay, nhiễm khuẩn bệnh viện là một trong những nguyên nhân gây ra tỷ lệ mắc,
tử vong cao cho các bệnh nhân tại các bệnh viện do các vi khuẩn kháng đa kháng
sinh gây nên. Trong đó Acinetobacter baumannii được xem là vi khuẩn gây bệnh cơ
hội chủ yếu do chúng có khả năng thích ứng với môi trường sống đa dạng. Vài năm
gần đây, carbapenem được chỉ định trong điều trị các trường hợp nhiễm khuẩn nặng
gây bởi các vi khuẩn Gram âm làm bùng phát mạnh về khả năng gây nhiễm khuẩn
bệnh viện và kháng đa kháng sinh, do A.baumannii sử dụng nhiều cơ chế đề kháng
carbapenem, trong đó có khả năng hình thành emzyme carbapenemase thủy phân
carbapenem. Enzyme carbapenemase được tổng hợp trong A.baumannii chủ yếu bởi
các gen OXA 23, OXA 51, OXA 58 thuộc nhóm D và gen NDM-1 (New delhi
metallo β-lactamase 1) thuộc nhóm B. Việc sử dụng colistin phối hợp meropenem
hay imipenem trong điều trị tại Việt Nam hiện nay được bác sĩ chỉ định khi có các

dấu hiệu như nhiễm trùng nặng, nhiễm trùng do tác nhân vi khuẩn kháng diện rộng
hay kháng tồn bộ. Vì colistin có khả năng gây rối loạn chức năng màng bào tương
và kháng sinh nhóm β-lactama gây ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn tạo điều
kiện thuận lợi cho các kháng sinh khác tiếp cận đích tác dụng. Từ đó nhóm chúng
tôi đưa ra mục tiêu xác định tỷ lệ các gene mã hóa enzyme thủy phân carbapenem
nhóm B và nhóm D và đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh của A.baumannii,
làm tiền đề khảo sát tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa Meropenem với
Colistin trên A.baumannii mang nhóm gene đề kháng carbapenem tại Bệnh viện Đa
Khoa Thống Nhất, Đồng Nai. Kết quả thu được: gene blaOXA-23 chiếm 70,20%; gene
blaOXA-51 chiếm 95,91%; gene blaOXA-58 chiếm 8,57%; gene blaNDM-1 chiếm 2,45%.
Với 245 chủng A.baumannii được khảo sát kháng hầu hết trên 90% kể cả IMP
(94,40%), MEM (93,20%), ngoại trừ NET (74%), Colistin là nhạy 100%. Trong 15
kháng sinh được sử dụng thì A. baumannii kháng với 13 kháng sinh ở mức trên 90%
và tất cả các kháng sinh nhóm β-lactam được thử nghiệm đều bị kháng trên 90%.
Mức độ tác động của A. baumannii mang gen kháng carbapenem khi khảo sát tác
dụng phối hợp kháng sinh giữa Meropenem/Colistin thu được kết quả như sau cộng
hợp (42,5%), hiệp đồng (55%) và độc lập (2,5%).


SUMMARY
At present, hospital infections are one of the causes of high morbidity and mortality
among patients at hospitals caused by multidrug-resistant bacteria. Whereas
Acinetobacter baumannii are considered opportunistic pathogens due to their ability
to adapt to diverse habitats. In the last few years, carbapenem has been prescribed
for the treatment of severe infections caused by Gram-negative bacteria, which have
led to widespread outbreaks of nosocomial infection and multi-antibiotic resistance,
which has been widely used by A.baumannii. The carbapenem-resistant mechanism,
which has the potential to form carbohydrate carbapenemase-mediated carbamate.
The carbapenemase enzyme synthesized in A.baumannii is mainly composed of the
OXA 23, OXA 51, OXA 58 genes in group D and the NDM-1 gene (New delhi

metallo β-lactamase 1) in group B. The use of meristem plus meropenem or
imipenem in treatment in Vietnam is currently prescribed by your doctor for signs
such as severe infection, infection by a broad-spectrum antibiotic or complete
resistance. Because colistin is capable of causing plasma membrane dysfunction and
β-lactama antibiotics to inhibit the synthesis of bacterial cell walls, it is
advantageous for other antibiotics to reach the target. The team then set out to
determine the percentage of genes that encode carbapenem groups B and D, and to
assess the antibiotic resistance of A.baumannii. Antibiotics between Meropenem
and Colistin on A.baumannii carry carbapenem resistance gene at Thong Nhat
General Hospital, Dong Nai. Results obtained: gene blaOXA-23 accounted for
70,20%; gene blaOXA-51 accounts for 95,91%; gene blaOXA-58 accounts for
8,57%; The blaNDM-1 gene accounts for 2,45%. 245 strains of A.baumannii were
tested for resistance of almost 90%, including IMP (94,40%), MEM (93,20%),
except NET (74%), Colistin was 100% sensitive. Of the 15 antibiotics used, A.
baumannii was resistant to 13 antibiotics at levels above 90% and all tested βlactam antibiotics were more than 90% resistant. The effect of A. baumannii on the
carbapenem resistance gene in combining the effects of Meropenem / Colistin
combination (42,5%), synergistic (55%) and independence 2,5%).


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu do chính tơi thực hiện dưới sự
hướng dẫn khoa học, hướng dẫn thực nghiệm của PGS.TS. Nguyễn Thúy Hương và
TS. Nguyễn Sĩ Tuấn.
Các số liệu, hình ảnh và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực
và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả

Phan Thị Vân Anh

MỤC LỤC
Danh mục các bảng ............................................................................................... i
Danh mục biểu đồ .................................................................................................. ii
Danh mục hình ảnh ............................................................................................... iii
Danh mục viết tắt .................................................................................................. iv
Chƣơng 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................... 1
Chƣơng 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 4
2.1. Giới thiệu chung về Acinetobacter baumannii ............................................. 4
2.1.1. Đặc điểm chung ........................................................................................ 4
2.1.2. Đặc điểm sinh học của Acinetobacter baumannii .................................... 4
2.1.3. Nguồn lây và đường lây của Acinetobacter baumannii ........................... 7
2.2. Kháng sinh nhóm carbapenem và colistin đƣợc sử dụng trong điều trị
Acinetobacter baumannii ....................................................................................... 8
2.2.1. Giới thiệu về nhóm carbapenem ........................................................... 8
2.2.1.1 Cấu tạo hóa học .................................................................................. 9
2.2.1.2 Cơ chế tác dụng .................................................................................. 10
2.2.1.3. Các enzyme phân giải nhóm carbapenem ......................................... 11
2.2.1.4. Cơ chế đề kháng carbapenem của Acinetobacter baumannii ........... 13
2.2.2. Giới thiệu về colistin ............................................................................. 16
2.2.2.1 Cấu trúc hóa học ............................................................................... 16
2.2.2.2. Phổ tác dụng .................................................................................... 17
2.2.2.3. Cơ chế tác dụng ............................................................................... 17
2.2.2.4. Cơ chế đề kháng .............................................................................. 18
2.2.3. Phối hợp trong điều trị ......................................................................... 19
2.3. Tình hình đề kháng carbapenem của Acinetobacter baumannii trên thế giới
và trong nƣớc ......................................................................................................... 20


Chƣơng 3. ĐỐI TƢỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .26
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................... 26

3.2.Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................................. 26
3.3. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................ 26
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 26
3.4.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ...................................................................... 26
3.4.2. Thuyết minh sơ đồ .................................................................................... 28
3.4.2.1. Phân lập và định danh ....................................................................... 28
3.4.2.2. Định danh bằng hệ thống tự động BD PheonixTM ............................. 28
3.4.2.3. Định danh Acinetobacter baumannii bằng sinh học phân tử ............ 29
3.4.2.4. Xác định tỷ lệ các gen mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm D
và gen New-Delhi Metallo-beta lactamase ............................................................. 32
3.4.2.5. Đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh Acinetobacter baumannii . 33
3.4.2.6. Khảo sát tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa Meropenem và
Colistin đối với Acinetobacter baumannii mang gen

kháng carbapenem bằng

phương pháp vi pha loãng ....................................................................................... 33
3.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................. 34
Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN .................................. 35
4.1. Kết quả phân lập, định danh các chủng Acinetobacter baumannii .................. 35
4.2. Định danh 16S bằng sinh học phân tử ............................................................. 37
4.3. Đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii .......... 40
4.3.1. Tỷ lệ kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii trên hệ thống tự
động ....................................................................................................................... 40
4.3.2. Tỷ lệ các gen mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm D và gen NewDelhi Metallo-beta lactamase ................................................................................ 44


4.4. Khảo sát tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa Meropenem và Colistin
đối với Acinetobacter baumannii mang gen kháng carbapenem bằng phương pháp
vi pha loãng ........................................................................................................... 46

Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 50
5.1. Kết luận ............................................................................................................ 50
5.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 52
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 60


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Phân loại enzyme beta-lactamase theo Ambler .................................... 14
Bảng 3.1. Mã số truy cập các trình tự dùng thiết kế mồi trong nghiên cứu .......... 30
Bảng 3.2.Thành phần và thể tích phản ứng PCR cơ bản ...................................... 31
Bảng 3.3. Chu trình nhiệt trong phản ứng PCR cơ bản ....................................... 31
Bảng 4.1. Kết quả kiểm tra các đặc tính vật lý của từng trình tự mồi .................. 37
Bảng 4.2. Kết quả khuếch đại in silico xác định vị trí bắt cặp và kích thước sản
phẩm PCR ............................................................................................................. 38
Bảng 4.3. Kết quả so sánh các kỹ thuật sử dụng để phát hiện Acinetobacter
baumannii ............................................................................................................... 40
Bảng 4.4. Kết quả kháng sinh đồ của Acinetobacter baumannii .......................... 41
Bảng 4.5. Tỷ lệ kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii theo nghiên cứu
của một số tác giả ................................................................................................... 43
Bảng 4.6. Tỷ lệ các gen mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm D và gen
New-Delhi Metallo - beta lactamase ..................................................................... 45
Bảng 4.7. Tỉ lệ tác động của meropenem và colistin đối với Acinetobacter
baumannii mang gen kháng carbapenem .............................................................. 47

i


DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 4.1: Mức độ các gen mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm D và gen

New-Delhi Metallo-beta lactamase ....................................................................... 42
Biểu đồ 4.2. Biểu đồ mức độ kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii .. 45
Biểu đồ 4.3. Mức độ tác động của meropenem và colistin đối với Acinetobacter
baumannii mang gen kháng carbapenem .............................................................. 47

ii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Acinetobacter baumannii tổng hợp siderophore .................................. 6
Hình 2.2. Acinetobacter baumannii tồn tại trong mơi trường bệnh viện .............. 7
Hình 2.3. Cấu tạo các loại kháng sinh nhóm ........................................................ 9
Hình 2.4. Vách tế bào vi khuẩn Gram âm ............................................................. 13
Hình 2.5. Bơm đẩy kháng sinh ra khỏi màng vi khuẩn ......................................... 15
Hình 2.6. Cấu trúc hóa học của colistin ................................................................ 16
Hình 2.7.Cơ chế tác dụng của colistin với màng ngồi tế bào vi khuẩn ............... 18
Hình 4.1. Khuẩn lạc Acinetobacter baumannii trên môi trường thạch MC .......... 35
Hình 4.2. Tiêu bản vi khuẩn Acinetobacter baumanni soi ở vật kính 100x ......... 35
Hình 4.3. Kết quả định danh Acinetobacter baumannii bằng hệ thống tự động
Phoenix TM100 ..................................................................................................... 36
Hình 4.4. Kết quả khảo sát khả năng hoạt động của các cặp mồi 16S, OXA 23,
OXA 51, OXA 58 và NDM-1 ............................................................................... 39
Hình 4.5. Kết quả thực hiện phối hợp kháng sinh giữa Meropenem và Colistin đối
với A. baumannii ................................................................................................... 46

iii


DANH MỤC VIẾT TẮT
Ký hiệu

Viết đầy đủ

Viết giải nghĩa tiếng việt

DNA

Deoxyribonucleic Acid

Phân tử axit nucleic

bp

Base pair

Đơn vị đo trọng lượng của
phân tử DNA

OXA

Oxacillinase

Oxacillinase kháng
carbapenem

NMD-1

New Delhi Metallo-beta-lactamase-1

New Delhi Metallobetalactamase-1 kháng

carbapenem

PCR
FDA

Polymerase chain reaction
Food and Drug Administration

Chuỗi phản ứng trùng hợp
Cục quản lý Thực phẩm và
Dược phẩm Hoa Kỳ

PBP

protein gắn penicillin

penicillin binding protein

iv


Chƣơng 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, nhiễm khuẩn bệnh viện là một trong những nguyên nhân gây ra tỷ
lệ mắc, tử vong cao cho các bệnh nhân tại các bệnh viện do các vi khuẩn kháng đa
kháng sinh gây nên. Trong đó Acinetobacter baumannii được xem là vi khuẩn gây
bệnh cơ hội chủ yếu do chúng có khả năng thích ứng với môi trường sống đa dạng,
tồn tại lâu trong môi trường bệnh viện, đặc biệt trên những dụng cụ y tế [66]. Nhờ
khả năng tạo màng sinh học (biofilm) với tính bám dính cao, vi khuẩn A.baumannii
có thể gắn chặt vào bề mặt dụng cụ, môi trường, nhân viên chăm sóc sức khỏe, tạo
điều kiện cho vi khuẩn dễ dàng lây lan và tồn tại lâu dài, thu nhận, tích lũy nhiều

gene kháng kháng sinh và từ đó có thể trở thành tác nhân đa kháng, gây khó khăn
trong điều trị và kiễm soát nhiễm khuẩn[31, 39, 41].
Carbapenem là nhóm kháng sinh thuộc họ β-lactam, có phổ kháng khuẩn
rộng nhất nên được chỉ định trong điều trị các trường hợp nhiễm khuẩn nặng gây
bởi các vi khuẩn Gram âm có khả năng sản sinh enzyme phân hủy kháng sinh phổ
rộng. Nhưng hiện nay khơng cịn hiệu quả bởi sự trỗi dậy của các chủng đa kháng
(multidrug resistance – MDR) hay đa kháng mở rộng (extensive drug resistance XDR). Các chủng A.baumannii kháng carbapenem thường có khả năng kháng lại
hầu hết các nhóm kháng sinh, vì chúng có nhiều cơ chế đề kháng khác nhau trong
đó cơ chế tiết enzyme β-lactamse có hoạt tính thủy phân carbapenem hiện đang phổ
biến nhất ở các chủng A.baumannii kháng carbapenem [2, 8, 11, 53, 54].
Vào năm 1983, các nghiên cứu chứng tỏ rằng Acinetobacter mang gene
kháng kháng sinh nằm trên plasmid [29]. Đến năm 2006, A.baumannii mang các
gen mã hóa enzyme kháng kháng sinh nhóm carbapenem như OXA-51, OXA-23 và
OXA-58 được phát hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó gen OXA-51 là gen
kháng thuốc nội tại nằm trong nhiễm sắc thể của A.baumannii [60]. Gen OXA-23
và gen OXA-58 là các gen kháng kháng sinh mạnh được mã hóa cả trên nhiễm sắc
thể và trên plasmid do đó khiến khả năng lây truyền và phát tán gen kháng kháng
sinh của A.baumannii trở nên nguy hiểm hơn. Năm 2009, việc công bố phát hiện
một gen mới có khả năng kháng carbapenem là gen New Delhi metallo-beta
lactamase - 1(NDM-1) đã làm gia tăng sự chú ý của các nhà khoa học vì vi khuẩn

-1-


mang gen NDM-1 có khả năng kháng lại rất nhiều loại kháng sinh và có khả năng
lây lan cao dẫn đến việc điều trị trở nên rất khó khăn [21]. Điều này cho thấy sự
biến đổi không ngừng để kháng lại kháng sinh của vi khuẩn, đặt ra vấn đề lớn cho
các nhà khoa học trên toàn thế giới nhằm tìm ra cách thức để điều trị các vi khuẩn
có khả năng kháng kháng sinh.
Ở Việt Nam, Acinetobacter được xem là vi khuẩn hàng đầu gây viêm phổi

bệnh viện tại những bệnh viện lớn và kháng với hầu hết kháng sinh kể cả những
kháng sinh phổ rộng mạnh nhất hiện nay [9, 12]. Tại bệnh viện Nguyễn Tri Phương
đã tiến hành nghiên cứu hiệu quả phối hợp kháng sinh colistin với meropenem và
imipenem trên A.baumannii đa kháng trên 100 chủng vi khuẩn phân lập, kết quả
cho thấy colistin có khả năng làm tăng hiệu quả hợp đồng của meropenem và
imipenem trên A.baumannii khi sử dụng kháng sinh phối hợp. Vì colistin có khả
năng gây rối loạn chức năng màng bào tương và kháng sinh nhóm β-lactama gây ức
chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn tạo điều kiện thuận lợi cho các kháng sinh khác
tiếp cận đích tác dụng. Do đó việc phối hợp colistin với nhóm β-lactama được áp
dụng cho cả trường hợp kháng sinh đã bị vi khuẩn đề kháng (do không thấm được
qua màng hoặc do bơm tống thuốc) [2, 11].
Sự phối hợp kháng sinh trong điều trị phải nhằm đạt 3 mục đích: mở rộng
phổ kháng khuẩn, loại trừ nguy cơ xuất hiện chủng đề kháng và đạt được tác dụng
diệt khuẩn. Việc sử dụng kháng sinh phối hợp trong điều trị tại Việt Nam hiện nay
được bác sĩ chỉ định khi có các dấu hiệu như nhiễm trùng nặng, nhiễm trùng do tác
nhân vi khuẩn kháng diện rộng hay kháng toàn bộ. Ngoài ra phối hợp kháng sinh sẽ
làm số kháng sinh phải dùng nhiều hơn, dẫn đến chi phí điều trị tăng cao nên sự
phối hợp đòi hỏi thận trọng và cân nhắc tối đa.
Việc nắm rõ khả năng phối hợp của colistin với nhóm carbapenem trên
A.baumannii mang các gene mã hố nhóm carbapenem cùng với việc kết hợp thực
tiễn lâm sàng sẽ giúp cho việc điều trị các trường hợp nhiễm khuẩn thành cơng hơn.
Với tính cấp thiết và ý nghĩa đã nêu,từ đó nhóm chúng tơi tiến hành nghiên cứu
“Khảo sát tác dụng phối hợp của Colistin với Meropenem trên Acinetobacter
baumannii mang nhóm gene đề kháng carbapenem”

-2-


Với mục tiêu của đề tài là xác định tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa
Meropenem với Colistin trên A.baumannii mang nhóm gene đề kháng carbapenem

tại Bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất, Đồng Nai
Để thực hiện được mục tiêu nêu trên của đề tài, nhóm chúng tơi tiến hành thực
hiện với các nội dung sau:
-

Xác định tỷ lệ các gene mã hóa enzyme thủy phân carbapenem nhóm B và
nhóm D ở A.baumannii ;

-

Đánh giá tình hình đề kháng kháng sinh của A.baumannii

-

Khảo sát tác dụng của việc phối hợp kháng sinh giữa Meropenem với
Colistin trên A.baumannii mang nhóm gene đề kháng carbapenem tại Bệnh
viện Đa Khoa Thống Nhất, Đồng Nai

-3-


Chƣơng 2 . TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về Acinetobacter baumannii
2.1.1. Đặc điểm chung
A.baumannii được phát hiện vào năm 1911 khi Beijerinck, một nhà vi sinh
học người Hà Lan mơ tả như một Microccus calcoaeticus aceticu, sau đó vi khuẩn
này đã được đặt với nhiều tên khác nhau [22]. Năm 1986 Buovet cùng cộng sự đã
nghiên cứu và phát hiện ra chi Acinetobacter, sau này với việc sử dụng nhiều kỹ
thuật sinh học phân tử đã giúp phân loại các loài trong chi Acinetobacter [68]. Hầu
hết các loài Acinetobacter được tìm thấy trong các mẫu bệnh phẩm nhưng khơng

phải tất cả đều có ý nghĩa lâm sàng, các nhà khoa học đã tìm ra 34 lồi
Acinetobacter khác nhau, trong đó 25 lồi đã được đặt tên và 9 lồi chưa được đặt
tên [34].
A.baumannii có thể được tìm thấy ở người bình thường như trên da, nách,
háng, đầu ngón tay, ngón chân…, chúng cũng thường trú trên da của nhân viên y tế,
tỷ lệ lên đến 30%. Ngày nay, người ta đã phát hiện chúng như là một tác nhân
thường trú trong bệnh viện và có khả năng phát tán và lây lan thành các vụ dịch, đặc
biệt ở là ở khoa Hồi Sức Tích Cực, trên những bệnh nhân nặng, nằm điều trị kéo
dài, có thực hiện các thủ thuật xâm lấn giúp chẩn đoán và điều trị bệnh và việc sử
dụng nhiều loại kháng sinh kéo dài trong điều trị. Đặc biệt chúng tồn tại tới 45%
trong vùng mở khí quản [20,22,55,63].
2.1.2. Đặc điểm sinh học của Acinetobacter baumannii
A.baumannii là một cầu trực khuẩn Gram âm hiếu khí bắt buộc, khơng sinh
hơi, khơng di động. Phát triển được trên các môi trường thông thường ở 20-30OC,
tối ưu là 35OC, có thể mọc ở nhiệt độ cao hơn là 41-42OC. A. baumannii là loài vi
khuẩn dễ dàng mọc trên môi trường thạch máu thỏ, cừu và không gây tan máu trên
môi trường thạch máu. Khuẩn lạc nhẵn, màu xám trắng đơi khi hơi nhầy đường
kính khoảng từ 1,5 - 3 mm. Các tính chất sinh hóa dùng để xác định là: có khả năng
tạo catalase, khơng có khả năng tạo oxidase, indole và nitrate [13, 24, 26]

-4-


A.baumannii có khả năng tồn tại lâu và kháng được hầu hết với các loại
kháng sinh là nhờ vào các đặc tính sinh học như khả năng tạo màng sinh học, cấu
tạo màng ngoài lipopolysaccharide, sự tổng hợp siderophore…
a) Khả năng tạo màng sinh học (biofilm)
A.baumannii có khả năng hình thành một lớp biofilm bám dính lên bề mặt
các dụng cụ y tế bằng nhựa và thủy tinh, tạo điều kiện giúp chúng tồn tại và phát tán
trong môi trường bệnh viện. Biofilm có bản chất là một chất sinh học, có khả năng

tạo thành các màng bám dính trên những vật dụng được đặt trong cơ thể, mạch máu
của bệnh nhân, những bề mặt cứng cũng như ẩm ướt của mơi trường, biofilm này có
khả năng bao bọc các vi khuẩn lại, làm cho chúng tránh khỏi sự tiêu diệt của các đại
thực bào, kháng sinh, chất sát khuẩn. Vì vậy chúng sẽ trở thành nguồn lây nhiễm
tiềm ẩn ở các bệnh viện [37, 41].
b) Cấu tạo màng ngoài lipopolysaccharide
Lipopolyssccharide (LPS) hay còn gọi là kháng nguyên O là thành phần cấu
tạo màng ngoài của các vi khuẩn Gram âm. Với đặc tính polysaccharide của vỏ vi
khuẩn được cấu tạo bởi L-rhamnose, D-Glucuronic, Dmannose giúp cho màng tế
bào của A.baumannii ưa nước, từ đó A.baumannii dễ dàng bám vào tế bào biểu mô
ở các cơ quan người thông qua vỏ và receptor của chúng [38].
Ngoài ra lipopolysaccharide của A.baumannii cịn giúp tế bào nhân thật giải
phóng các chất trung gian như cytokine gây ra rất nhiều các biến đổi trong cơ chế
sinh bệnh gây nhiễm khuẩn huyết của A. baumannii [39].
c) Sự tổng hợp siderophore
Acinetobacter có khả năng tổng hợp siderophore, một phân tử có trọng lượng
thấp, có khả năng chuyển đổi trùng hợp từ oxy-hydroxit sắt thành sắt hòa tan giúp
cho vi khuẩn phát triển trong điều kiện thiếu sắt. Khả năng gây bệnh trong điều kiện
thiếu sắt được tìm thấy trong tất cả các chủng A.baumannii phân lập tại bệnh viện
[17].

-5-


Hình 2.1. Acinetobacter baumannii tổng hợp siderophore [17]

d) Các porin trên bề mặt và ty thể tế bào
Porin là một protein được tìm thấy trên bề mặt thành tế bào và ty thể của
A.baumannii. Các porin đóng vai trị quan trọng giúp bảo vệ cấu trúc tế bào của vi
khuẩn tồn vẹn và có khả năng liên hợp với vi khuẩn, gắn kết với kháng sinh, và sự

hình thành các lỗ (kênh porin) trên màng tế bào vi khuẩn cho phép sự xâm nhập của
các phân tử nhỏ như đường, axit amin, ion và kháng sinh đi qua. Porin còn giúp vi
khuẩn thiết lập sự bám dính, đẩy kháng sinh ra khỏi vi khuẩn và tiết ra những chất
độc thấm sâu vào trong mô gây hủy hoại tế bào và cơ thể ký chủ và từ đó gây nhiễm
khuẩn tồn thân nặng và đó cũng chính là cơ chế gây kháng thuốc nội tại [69].
d) Cơ quan cảm ứng
A.baumannii có khả năng cảm nhận các tín hiệu của vi khuẩn kế bên nhờ vào
cơ quan cảm ứng, các tín hiệu này có thể kích hoạt các gen kháng kháng sinh của
các vi khuẩn. Đây là một trong những cơ chế đề kháng được phổ biến rộng rãi ở các
vi khuẩn Gram âm, được tìm thấy trên A.baumannii

-6-


2.1.3. Nguồn lây và đƣờng lây của Acinetobacter baumannii
a) Nguồn lây nhiễm Acinetobacter baumannii
Khi vấn đề nhiễm khuẩn bệnh viện được chú ý thì A.baumannii là một trong
những vi khuẩn thường trú trong môi trường bệnh viện và xâm nhập vào cơ thể
người bệnh hoặc nhân viên y tế, chúng kháng với hầu hết với các loại kháng sinh
điều trị như cephalosporin, carbapenem, ciprofloxacin, amikacin, colistin [34]. Sự
đa kháng thuốc này có được là nhờ vào cơ chế đề kháng kháng sinh rất phong phú,
đặc biệt với khả năng tồn tại lâu trong môi trường bệnh viện và trên nhân viên y tế,
người lành mang vi khuẩn từ đó chúng có thể tích lũy sự kháng thuốc và phát tán
tính kháng kháng sinh cho trong cùng một loài hoặc khác loài qua nhiều con đường
khác nhau, nguy hiểm nhất là qua plasmid làm khó khăn cho vấn đề kiểm sốt và
phòng ngừa lây nhiễm chúng trong cộng đồng và bệnh viện [9, 37, 48, 53, 60].

Hình 2.2. Acinetobacter baumannii tồn tại trong môi trường bệnh viện [14]

-7-

b) Các con đường gây nhiễm của Acinetobacter baumannii
Cũng như tất cả các vi khuẩn gây nhiễm khuẩn bệnh viện khác, A.baumannii
thường lây nhiễm qua hai con đường chính là lây qua đường tiếp xúc và lây qua
đường giọt bắn [34].
- Lây qua đường tiếp xúc: đây là con đường lây nhiễm chính, bệnh nhân có
thể tiếp xúc trực tiếp với các nguồn nhiễm như với bệnh nhân, nhân viên y tế bị
nhiễm hoặc gián tiếp qua những dụng cụ chăm sóc, các bề mặt mơi trường bị nhiễm
vi khuẩn này và từ đó đi vào trong máu như các catheter mạch máu, ống nội khí
quản, dây máy thở, ống thông tiểu, các dụng cụ nhân tạo torng phẫu thuật cấy
ghép,…[14, 20].
- Lây qua đường giọt bắn: trước đây các nhà khoa học khơng cho rằng
A.baumanniii có thể lây qua đường giọt bắn hoặc khơng khí, nhưng hiện nay nhiều
tác giả nghiên cứu về vi khuẩn này đã cho rằng vi khuẩn này có thể lây qua con
đường giọt bắn, điều này giúp lý giải cho khả năng lan tràn của vi khuẩn này trong
môi trường bệnh viện [14]
A.baumannii hay gây bệnh trên bệnh nhân có bệnh mãn tính, suy giảm miễn
dịch HIV/AIDS, việc sử dụng thuốc ức chế miễn dịch, thuốc chống thải ghép,….
Những người trên 60 tuổi, trẻ sơ sinh là đối tượng mà hàng rào miễn dịch tự nhiên
giảm hay trạng thái đa bệnh lý cùng lúc làm giảm sức đề kháng tạo điều kiện thuận
lợi cho nhiễm khuẩn [22, 34, 55].
2.2. Kháng sinh nhóm carbapenem và colistin đƣợc sử dụng trong điều trị
Acinetobacter baumannii
2.2.1. Giới thiệu về nhóm carbapenem
Carbapenem là một nhóm kháng sinh thuộc họ β-lactam, có phổ kháng khuẩn
rộng nhất so với các phân lớp khác của β-lactam, có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn
Gram âm và Pseudomonas aeruginosa. Nhóm kháng sinh này gồm có: imipenem,
meropenem, ertapenem và doripenem, cịn 2 hoạt chất đang được nghiên cứu là
panipenem và faropenem [11].

-8-


Carbapenem có thể bền vững được với các thế hệ enzyme β-lactamase do vi
khuẩn tiết ra, kể cả β-lactamase phổ rộng. Carbapenem có phổ kháng khuẩn bao
trùm cả vi khuẩn Gram (+) lẫn Gram (-) nên có thể xem là kháng sinh phổ rộng
nhất, được chỉ định trong điều trị các trường hợp nhiễm khuẩn nặng.
2.2.1.1 Cấu tạo hóa học
Cấu tạo hóa học của bốn loại kháng sinh trong nhóm carbapenem được dùng
phổ biến ở các bệnh viện được biểu hiện ở hình 2.3

Ertapenem

Doripenem

Meropenem
Imipenem
Hình 2.3. Cấu tạo các loại kháng sinh nhóm [40].
Imipenem là kháng sinh đầu tiên của nhóm carbapenem được FDA chấp
thuận năm 1985, tác động trên cầu khuẩn Gram dương tốt hơn meropenem.
Imipenem bị bất hoạt ở ống lượn gần của thận do bị phân cắt bởi men
dehydropeptidase enzyme, kết quả dẫn đến nồng độ thuốc ở dạng hoạt động trong
nước tiểu thấp và gây hoại tử ống lượn gần trên mơ hình thử nghiệm với thỏ. Sự
phân cắt này được ngăn ngừa bằng cách kết hợp imipenem với cilastatin, một chất

-9-


ức chế dehydropeptidase. Imipenem/cilastatin có liên quan đến độc tính trên hệ thần

kinh trung ương như sự thay đổi trạng thái tinh thần, rung giật cơ đặc biệt là co giật.
Không sử dụng imipenem để điều trị viêm màng não [8,11].
Meropenem có phổ kháng khuẩn tương tự như imipenem, được FDA chấp
thuận năm 1996. Tuy nhiên meropenem ổn định hơn với men dehydropeptidase ở
thận, vì vậy có thể tác dụng mà khơng cần kết hợp với cilastatin. Meropenem ít có
nguy cơ gây động kinh hơn imipenem-cilastatin. Meropenem là carbapenem duy
nhất được chấp thuận để điều trị viêm màng não. Imipenem và meropenem được
dùng để điều trị nhiễm trùng bệnh viện nặng và đa nhiễm trùng gây ra bởi nhiều
chủng vi khuẩn đề kháng [8,11]
Ertapenem là một carbapenem thế hệ mới với phổ kháng khuẩn hẹp hơn so
với imipenem, meropenem, được FDA chấp thuận năm 2001. Ertapenem tác động
trên Enterobacteriaceae và vi khuẩn yếm khí, nhưng kém hơn các carbapenem khác
trên P.aeruginosa, Acinetobacter và các vi khuẩn Gram dương, đặc biệt là vi khuẩn
đường ruột và phế cầu kháng penicillin. Ertapenem có thời gian bán hủy kéo dài và
được dùng một lần mỗi ngày. Ertapenem được chỉ định trong điều trị nhiễm trùng ổ
bụng, nhiễm trùng phụ khoa và viêm phổi mắc phải trong cộng đồng [8, 11].
Doripenem được FDA chấp thuận năm 2007 để điều trị nhiễm trùng đường
tiểu và nhiễm trùng ổ bụng. Phổ kháng khuẩn tương tự như meropenem, mặc dù khả
năng kháng P.aeruginosa in vitro mạnh hơn meropenem. Cần có thêm các thử
nghiệm lâm sàng để xác nhận tính hiệu quả và an tồn của doripenem trong các
trường hợp viêm phổi, nhiễm khuẩn huyết và các nhiễm trùng nặng khác [ 8, 11].
2.2.1.2 Cơ chế tác dụng
Carbapenem là nhóm kháng sinh thuộc họ β-lactam nên có cơ chế tác dụng
chung của kháng sinh họ β-lactam, kháng sinh có tác dụng ức chế q trình sinh
tổng hợp thành tế bào vi khuẩn dẫn đến sự dung giải tế bào. Để có được tác dụng
này, chúng phải xâm nhập vào vách tế bào vi khuẩn qua các kênh porin và gắn với
PBP. Những protein này thực tế là các enzyme (transpeptidases) tham gia vào quá
trình tạo liên kết chéo peptidoglycan – thành phần chính của vách tế bào vi khuẩn
[2, 10, 11].

- 10 -


2.2.1.3. Các enzyme phân giải nhóm carbapenem
a) Kháng carbapenem do enzyme nhóm A
Enzyme nhóm A bao gồm NmcA/IMI (Not metallo enzyme carbapenemase/
imipenem-hydrolyzing β-lactamase), SME (Serratia marcescens enzyme), GES
(Guiana extended spectrum) và KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemase) có
khả năng phân giải kháng sinh nhóm β-lactam gồm: penicillin, cephalosporin,
carbapenem và aztreonam [19].
Enzyme IMI và NmcA được mã hóa bởi các gen nằm trên nhiễm sắc thể của
chủng Enterobacter spp. phân lập tại Anh, Pháp và Agrentina, IMI-2 được mã hóa
bởi gen IMI-2 nằm trên các plasmid của các chủng Enterobacter asburiae phân lập
được từ nước sơng tại Mỹ. Enzym SME được mã hóa bởi các gen nằm trên nhiễm
sắc thể của các chủng Serratia marcescens phân lập tại Mỹ và được chia thành 3
loại (SME-1, SME-2 và SME-3) [61].
Enzyme nhóm GES phát hiện lần đầu năm 2000 được mã hóa bởi các gen
nằm trên plasmid và có khả năng ly giải các kháng sinh phổ rộng cephalosporin, tuy
nhiên một vài enzym thuộc nhóm này (GES-4,-5 và -6) có khả năng ly giải các
kháng sinh nhóm carbapenem [42].
KPC là enzyme có tác động mạnh nhất trên lâm sàng trong số các enzyme
thuộc nhóm A do KPC gây ra tình trạng kháng đa kháng sinh. KPC lần đầu tiên
được phát hiện trên chủng K. pneumoniae phân lập ở miền nam nước Mỹ năm
1996, sau đó các trường hợp nhiễm khuẩn bởi các chủng K. pneumoniae kháng
carbapenem được phân lập rải rác tại Mỹ trong thập kỷ 1990. Cho đến những năm
2000, tỷ lệ phân lập các chủng K.pneumoniae kháng carbapenem trên bệnh phẩm
lâm sàng tại Mỹ gia tăng một cách nhanh chóng, nghiên cứu tại Brooklyn-New
York cho thấy khoảng 1/3 số chủng K. pneumoniae phân lập năm 2004 mang gen
KPC mã hóa enzym KPC ly giải carbapenem [73].
b) Kháng carbapenem do enzyme nhóm B ( metallo-beta-lactamase)

Nhóm B, metallo-beta-lactamase (MBL) có khả năng ly giải hầu hết các
kháng sinh phổ rộng bao gồm: penicillin, cephalosporin và carbapenem, được phát
hiện lần đầu tiên trên B.cereus và Stenotrophomonas maltophilia, các gen mã hóa

- 11 -