Nghiên cứu khả năng kháng ß lactam của các chủng salmonelia phân lập từ thịt gà tại các chợ trên địa bàn thành phố hà nội luận văn thạc sĩ nông nghiệp

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐỖ THÙY LINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG β-LACTAM CỦA
CÁC CHỦNG SALMONELLA PHÂN LẬP TỪ THỊT GÀ
TẠI CÁC CHỢ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành:

Thú y

Mã số:

60 64 01 01

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Dương Văn Nhiệm

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo
vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày… tháng… năm…
Tác giả luận văn

Đỗ Thùy Linh

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc tới TS. Dương Văn Nhiệm – Bộ môn Thú y Cộng đồng đã tận tình hướng
dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt q trình học tập
và thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực
phẩm quốc gia, đặc biệt cám ơn PGS.TS Lê Thị Hồng Hảo – Viện trưởng, và ThS.
Nguyễn Thành Trung – Phụ trách Khoa Vi sinh vật cùng các cán bộ Khoa Vi sinh vật
đã tận tình giúp đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn
thành luận văn.
Hà Nội, ngày… tháng… năm…
Tác giả luận văn

Đỗ Thùy Linh

ii


MỤC LỤC

Lời cam đoan .................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ....................................................................................................................... ii
Mục lục ......................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt .......................................................................................................v
Danh mục bảng ............................................................................................................... vi
Danh mục hình ............................................................................................................... vii
Trích yếu luận văn ........................................................................................................ viii
Thesis abstract................................................................................................................. ix
Phần 1. Mở đầu ..............................................................................................................1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài .....................................................................................1

1.2.

Mục đích ............................................................................................................2

Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................3
2.1.

Vi khuẩn Salmonella ..........................................................................................3

2.1.1.

Khái niệm về Salmonella ...................................................................................3

2.1.2.

Khả năng gây bệnh của Salmonella ...................................................................3

2.1.3.

Gia cầm – vật chủ chứa Salmonella...................................................................6

2.2.

Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm ......................................................7

2.2.1.

Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm trên thế giới..................................7

2.2.2.

Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm tại Việt Nam ................................8

2.3.

Kháng sinh và kháng kháng sinh .......................................................................9

2.3.1.

Lịch sử phát triển của kháng sinh ......................................................................9

2.3.2.

Kháng sinh β-lactam ..........................................................................................9

2.3.3.

Cephalosporin và kháng sinh phổ rộng............................................................10

2.3.4.

Kháng kháng sinh ............................................................................................11

2.3.5.

Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn ...........................................................13

2.3.6.

Kháng Cephalosporine .....................................................................................15

2.3.7.

Enzyme B-lactamase phổ rộng ........................................................................16

2.3.8.

Kháng kháng sinh của vi khuẩn Salmonella ....................................................19

2.4.

Các phương pháp sử dụng để phân lập, đánh giá tính kháng kháng sinh, và xác
định gen kháng thuốc (gen mã hóa enzyme β-lactamse) của vi khuẩn
Salmonella .......................................................................................................21

iii

2.4.1.

Các phương pháp phát hiện Salmonella ..........................................................21

2.4.2.

Các phương pháp đánh giá tính kháng kháng sinh – kháng sinh đồ ................22

2.4.3.

Các phương pháp xác định gen mã hóa enzyme β-lactamse ...........................26

Phần 3. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu ......................................29
3.1.

Đối tượng, địa điểm, thời gian nghiên cứu ......................................................29

3.2.

Nội dung nghiên cứu........................................................................................30

3.3.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................30

3.3.1.

Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và lưu trữ mẫu .............................................30

3.3.2.

Phương pháp phân lập Salmonella...................................................................31

3.3.4.

Phương pháp xác định gen kháng kháng sinh .................................................41

Phần 4. Kết quả và thảo luận ......................................................................................44
4.1.

Xác định tỉ lệ lưu hành của Salmonella trong thịt gà tươi tại bốn quận nội
thành Hà Nội ....................................................................................................44

4.2.

Xác định khả năng kháng kháng sinh nhóm β-lactam của vi khuẩn
Salmonella ............................................................................................... 46

4.2.1.

Kháng kháng sinh cephalosporin thế hệ 1 Cefazoline (CZ): ...........................47

4.2.2.

Kháng kháng sinh cephalosporin thế hệ 2 CXM, FOX: ..................................47

4.3.

Xác định chủng Salmonella sinh enzyme β-lactamase phổ rộng.....................50

4.4.

Xác định gen mã hóa enzyme βeta-lactamese .................................................52

4.4.1.

Xác định gen mã hóa enzyme bla TEM ...........................................................52

4.4.2.

Xác định gen mã hóa enzyme bla PSE ............................................................53

4.4.3.

Xác định gen mã hóa enzyme bla CMY-2 .......................................................54

4.4.4.

Xác định gen mã hóa enzyme bla OXA ..........................................................55

Phần 5. Kết luận và đề nghị ........................................................................................57
5.1.

Kết luận ............................................................................................................57

5.2.

Đề nghị .............................................................................................................57

Tài liệu tham khảo ..........................................................................................................58

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
AOAC
BHI
BOA
CAL
CAZ
CLSI
CRO
CTL
CTX
CXM
CZ
ESBL
FDA
FOX
FSIS
IEC
ISO
LCR
LDC
MIC
MKTTn
NCCLS
NTS

OMP
PBP
PCR
RFLP
RV
S.
TAE
TCVN
TSA
TSI
USDA
WHO
XLD

Nghĩa tiếng Việt
Hiệp hội chính thức các nhà phân tích hóa học
Brain heart Infusion
Văn phịng cơng nhận chất lượng
Ceftazidime + clavulanic axit
Ceftazidime
Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Thí nghiệm
Ceftriaxone
Cefotaxim + clavulanic axit
Cefotaxime
Cefuroxime
Cefazolin
Enzyme β-lactamase phổ rộng
Cục Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Hoa Kỳ
Cefoxitin
Tổ chức Kiểm tra An toàn thực phẩm

Ban điện
Tổ chức Tiêu chuẩn thế giới
Phản ứng chuỗi Ligase
Môi trường L-Lyzin đâ khử nhóm cacboxyl
Nồng độ ức chế tối thiểu
Tetrathionat/novobioxin muller-kauffmann
Ủy ban Quốc gia Tiêu chuẩn Lâm sàng trong Phịng thí nghiệm
Salmonella khơng thương hàn
Porin màng ngoài
Protein liên kết penicillin
Phản ứng chuỗi polymerase
Kỹ thuật đa hình độ dài đoạn cắt hạn chế
Rappaport-Vassiliadis
Salmonella
Tris-acetate-EDTA (EDTA: Ethylenediaminetetraacetic acid)
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trypton casein soy agar
Triple sugar iron
Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ
Tổ chức Y tế Thế giới
deoxycholat lyzin xyloza

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Tên kháng sinh và điểm đọc kháng sinh đồ .................................................. 39
Bảng 3.2. Trình tự các cặp mồi ..................................................................................... 42
Bảng 3.3. Chu trình nhiệt .............................................................................................. 43
Bảng 4.1. Số lượng mẫu thu thập được tại các chợ ....................................................... 44

Bảng 4.2. Tỉ lệ ô nhiễm Salmonella trên thịt gia cầm theo khu vực ............................. 45
Bảng 4.3. Kết quả kháng cephalosporin thế hệ 1 CZ .................................................... 47
Bảng 4.4. Kết quả kháng cephalosporin thế hệ 2 CXM ................................................ 48
Bảng 4.5. Kết quả kháng cephalosporin thế hệ 3 .......................................................... 48
Bảng 4.6. Tỉ lệ kháng kháng sinh β-lactam cephalosporin ........................................... 49
Bảng 4.7. Các chủng Salmonella kháng kháng sinh cephalosporin .............................. 50
Bảng 4.8. Các chủng Salmonella mang gen mã hóa enzyme β-lactamase.................... 56

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Vi khuẩn Salmonella ........................................................................................ 3
Hình 2.2. Khay kháng sinh ............................................................................................. 23
Hình 2.3. Phương pháp cột khuếch tán kháng sinh – Etest ............................................ 23
Hình 2.4. Phương pháp sử dụng khoanh giấy kháng sinh .............................................. 24
Hình 2.5. Xác định vi khuẩn sinh ESBL ........................................................................ 26
Hình 3.1 Địa điểm lấy mẫu tại một số Quận nội thành Hà Nội .................................... 29
Hình 3.2. Thịt gà bày bán tại chợ sau khi giết mổ ......................................................... 29
Hình 3.3. Khuẩn lạc khi ria lên thạch XLD ................................................................... 33
Hình 3.4. Kết quả phản ứng trên thạch TSI.................................................................... 33
Hình 3.5. Phản ứng trên Urea broth ............................................................................... 34
Hình 3.6. Phản ứng trên LDC broth ............................................................................... 34
Hình 3.7. Kháng sinh đồ trên chủng dương đối chiếu Salmonella 572.......................... 40
Hình 3.8. Kháng sinh đồ trên chủng đối chiếu E.coli ATCC 52922 .............................. 40
Hình 4.1. Tỉ lệ nhiễm Salmonella trong gia cầm tại các Quận nội thành ....................... 46
Hình 4.2. Chủng Salmonella kháng với cephalosporin thế hệ 1 CZ .............................. 47
Hình 4.3. Chủng Salmonella kháng với cephalosporin thế hệ 1, 2 (CZ, CXM) ............ 48
Hình 4.4. Chủng Salmonella đối chứng kháng kháng sinh β-lactam phổ rộng.............. 51
Hình 4.5. Chủng Salmonella sinh enzyme B-lactamse phổ rộng ................................... 51

Hình 4.6. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla ...................................................... 53
Hình 4.7. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla PSE .............................................. 54
Hình 4.8. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla CMY-2 ......................................... 55
Hình 4.9. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla OXA ............................................ 55

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Đỗ Thùy Linh
Tên Luận văn: Nghiên cứu khả năng kháng β-lactam của các chủng Salmonella phân
lập từ thịt gà tại các chợ trên địa bàn thành phố Hà Nội
Ngành: Thú y

Mã số: 60 64 01 01

Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Đánh giá được khả năng kháng β-lactam của các chủng Salmonella phân lập trên
các mẫu thịt gà thu thập được tại một số chợ tại Hà Nội.
Xác định được gen mã hóa enzyme β-lactamase của các chủng Salmonella
kháng thuốc.
Phương pháp nghiên cứu
Dựa trên mục đích nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn phương pháp nuôi cấy truyền
thống để phân lập Salmonella trên thịt gia cầm, phương pháp dùng khoanh giấy kháng
sinh để phát hiện nhanh tính kháng kháng sinh của vi sinh vật và kiểm chứng khả năng
sinh enzyme β-lactamase của chủng Salmonella đã thu thập, Các gen kháng kháng sinh
của chủng vi khuẩn bước đầu được phát hiện bằng kỹ thuật khuếch đại gen Polymerase
chain Reaction (PCR). Các mẫu dương tính sẽ được lưu lại để thực hiện tiếp các nghiên
cứu sâu hơn như phát hiện các đột biến điểm, các gen kháng kháng sinh khác.

Kết quả chính và kết luận
Tỉ lệ Salmonella lưu hành trên thịt gia cầm tại các chợ tại một số quận nội thành
Hà Nội là 32.0%. Các chủng Salmonella phân lập được kháng lại các kháng sinh
cephalosporin thế hệ 1, 2, 3 với tỉ lệ lần lượt: Cefazolin (CZ) là 15.63%, Cefuroxime
(CXM) là 6.25%, Cefoxitin (FOX) với 0%, Ceftriaxone (CRO) với 3.13%, Cefotaxime
(CTX) 3.13% và Ceftazidime (CAZ) với 9.38%. Có 1 chủng duy nhất sinh eznyme Blactamase phổ rộng trong số 32 chủng Salmonella đã thu thập, cũng là chủng kháng các
loại kháng sinh cephalosporin thế hệ 1, 2, 3. Có 10 chủng Salmonella sinh enzyme Bla
TEM, 4 chủng sinh enzyme CMY-2, 6 chủng sinh enzyme bla PSE, 3 chủng sinh
enzyme bla OXA. Khơng có chủng Salmonella nào sinh enzyme bla SHV và enzyme
bla DHA trong số 32 chủng đã thu thập.

viii


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Do Thuy Linh
Thesis title: A study on the β-lactam antibiotic resistance of Salmonella spp. isolated
from chicken in markets of Hanoi.
Major: Veterinary Medicine

Code: 60 64 01 01

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
Evaluate of β-lactam resistance of Salmonella spp. isolated from chicken
collected in markets of Hanoi.
Identify of the gene encoding the β-lactamase enzyme of antibiotic resistant
Salmonella spp.
Materials and Methods
Based on our research objectives, we chose the traditional method for the

isolation of Salmonella in poultry, the method of using disk diffusion antibiotic
sensitivity testing to detect quickly antibiotic resistance of bacteria, and test the ability
of the β-lactamase gene exits in isolated Salmonella. Antibiotic resistance genes were
initially detected by PCR technique. Positive samples will be retained for other followup studies such as point mutations detect, other antibiotic resistance genes.
Main findings and conclusions
The prevalence of Salmonella isolated from poultry in Hanoi is 32.0%. The
resistance ratios of isolated Salmonella on the first, second and third generation
cephalosporin are: Cefazolin (CZ) 15.63%, Cefuroxime (CXM) 6.25%, Cefoxitin
(FOX) 0%, Ceftriaxone (CRO) 3.13%, Cefotaxime (CTX) 3.13% and Ceftazidime
(CAZ) 9.38%. There is one Salmonella strain that produced the extended spectrum Blactamase enzyme in 32 strains of isolated Salmonella, which resist the first, second
and third generation cephalosporin. There are 10 isolated strains contain CMY-2
enzyme, 6 strains contain bla PSE enzyme and 3 strains contain bla OXA enzyme.
There is no Salmonella strains produced bla SHV enzyme and bla DHA enzyme from
32 isolated strains.

ix


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, tình trạng ngộ độc thực phẩm, đặc biệt là ngộ độc thực phẩm do
vi sinh vật ngày càng trở thành vấn đề báo động tại Việt Nam, trong đó có ngộ
độc thực phẩm do Salmonella gây nên.
Salmonella là vi khuẩn gây bệnh phổ biến gây ra các triệu chứng đường
ruột trên toàn thế giới. Bệnh lây truyền qua thực phẩm gây ra bởi Salmonella
không thương hàn đang là mối quan tâm của cộng đồng toàn cầu. Hầu hết các
vụ bùng phát dịch Salmonella trên người có liên quan đến việc tiêu thụ sản
phẩm từ động vật mang nguồn bệnh (Truong H. T. et al., 2012). Hai vấn đề
chính trong dịch tễ về vi khuẩn Salmonella không thương hàn tại các nước
phát triển và đang phát triển trong nửa sau của thế kỷ 20 là sự bùng phát của

các ca bệnh do Salmonella lây truyền qua thực phẩm lên người và chủng
Salmonella kháng nhiều loại kháng sinh. Trong thế kỷ 21, tình trạng kháng
kháng sinh đã trở nên được quan tâm trên toàn cầu với sự kháng
fluoroquinolones, carbapenem và cephalosporins thế hệ 3 trong các vi khuẩn
Salmonella không thương hàn (Chen et al., 2013). Hầu hết các ca nhiễm
Salmonella không thương hàn thường ít khi phải sử dụng đến kháng sinh, trừ
các trường hợp biểu hiện nặng như nhiễm trùng máu, viêm tủy xương, và
viêm màng não (Chen et al., 2013). Tuy nhiên sự gia tăng hiện tượng kháng
kháng sinh của Salmonella là một vấn đề quan ngại trên toàn thế giới trong
những thập kỷ gần đây bởi sự lạm dụng kháng sinh trong điều trị trên người
và trong chăn ni. Sự cùng tồn tại của nhiều lồi vi khuẩn trong đường ruột
của động vật và con người đã tạo điều kiện cho việc truyền gen kháng kháng
sinh giữa các loài vi khuẩn với nhau. Các nghiên cứu đã tiến hành cho thấy
các bằng chứng về vi khuẩn kháng kháng sinh đã được lan truyền từ động vật
lên người (Thai T. H. et al., 2012).
Bên cạnh đó việc sử dụng rộng rãi kháng sinh trong chăn ni cho nhiều
mục đích khác nhau như điều trị bệnh, phòng ngừa bệnh và kích thích tăng
trưởng đã tạo cơ hội cho các lồi vi khuẩn thích nghi, tăng tính kháng kháng sinh,
đồng thời thông qua chuỗi thức ăn làm gia tăng tỉ lệ vi khuẩn kháng kháng sinh
lên con người.

1


Cũng như một số nước trên toàn thế giới, Việt Nam đang phải đối mặt với
khó khăn trong q trình điều trị do sự gia tăng tính kháng kháng sinh của vi
khuẩn gây bệnh. Thực tế cho thấy dễ dàng mua bán kháng sinh cho điều trị trên
con người mà không cần đơn của thầy thuốc và sử dụng kháng sinh tràn lan trong
chăn nuôi tại Việt Nam là một trong những ngun nhân chính thúc đẩy tình
trạng kháng kháng sinh.

Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng Salmonella có trong các thực phẩm
như thịt gia súc, gia cầm, trứng, các sản phẩm sữa, hoa quả, rau và các sản phẩm
thực phẩm khác, trong đó gia cầm được xem là nguồn thực phẩm chính mang
mầm bệnh salmonellosis (Hannah et al., 2008).
Gia cầm là nguồn thực phẩm phổ biến trong cuộc sống hằng ngày của
người Việt Nam. Theo công bố của tổ chức thống kê Việt Nam, tính đến tháng
10 năm 2015, tổng sản lượng gia cầm trên cả nước là 341,9 triệu con, trong đó
sản lượng gia cầm giết mổ và bán ra thị trường là 908,1 nghìn tấn với mức
tiêu thụ tính theo đầu người là 38,1 kg. Tuy nhiên thịt gia cầm cũng là nguồn
chứa vi sinh vật gây bệnh, và khả năng lây truyền chủng vi khuẩn kháng lên
người. Đến nay có rất ít báo cáo đã cơng bố về tình trạng vi khuẩn Salmonella
khơng thương hàn trong thịt gia cầm chứa các gen mã hóa β-lactamase có khả
năng kháng kháng sinh β-lactam. Để có những bằng chứng cụ thể về thực
trạng kháng kháng sinh của Salmonella không thương hàn trong thịt gia cầm,
chúng tôi đã tiến hành thực hiện nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu khả năng
kháng β-lactam của các chủng Salmonella phân lập từ thịt gà tại các chợ trên
địa bàn thành phố Hà Nội”.
1.2. MỤC ĐÍCH
Đánh giá được khả năng kháng β-lactam của các chủng Salmonella phân
lập trên các mẫu thịt gà thu thập được tại một số chợ tại Hà Nội.
Xác định được gen mã hóa enzyme β-lactamase của các chủng Salmonella
kháng thuốc.

2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. VI KHUẨN SALMONELLA
2.1.1. Khái niệm về Salmonella
Salmonella là các vi khuẩn thuộc họ vi khuẩn đường ruột, gram âm, kị khí

tùy ý, di động, lên men đường glucose. Hiện nay, chi Salmonella được chia thành
hai loài: S.enterica và S.bongori. Các loài S.enterica gồm sáu phân lồi:
S.enterica, S.salamae, S.arizonae, S.diarizonae, S.houtenae, và S.indica, trong
khi khơng có phân lồi thuộc S.bongori (Hald et al., 2013). Về dịch tễ học
Salmonella được phân loại thành ba nhóm dựa trên vật chủ bao gồm (i) hạn chế
vật chủ, đó là những chủng có khả năng gây bệnh thương hàn trong một lồi duy
nhất (ví dụ như, Salmonella Typhi ở người), (ii ) vật chủ tùy nghi, là týp huyết
thanh liên kết với một lồi vật chủ, nhưng cũng có thể gây bệnh ở các vật chủ
khác; một số trong số này là tác nhân gây bệnh của con người và có thể tồn tại
trong các loại thực phẩm, và (iii) không hạn chế vật chủ là typ huyết thanh gây
bệnh cho người và động vật khác, bao gồm các phân lồi có trong thực phẩm, ví
dụ S. Typhimurium, Newport và S. Enteritidis (Calo et al., 2015).

Hình 2.1. Vi khuẩn Salmonella
Nguồn: Centres for Disease Control and Prevention (US) (2013)

2.1.2. Khả năng gây bệnh của Salmonella
Salmonella là một trong các tác nhân quan trọng gây bệnh trên người lây
truyền qua con đường thực phẩm trên toàn thế giới và là một trong những tác
nhân gây bệnh hàng đầu gây thiệt hại về kinh tế và bệnh tật cho con người. Các

3


nghiên cứu trên toàn thế giới xác định động vật là nguồn chứa lây nhiễm
Salmonella lên người thông qua chuỗi thức ăn có chứa thực phẩm bị ơ nhiễm.
Các thực phẩm liên quan thường là thịt bò, thịt lợn, thịt gia cầm, các sản phẩm từ
sữa, trứng, và các báo cáo xác nhận các nhân tố thực phẩm nói trên là nguyên
nhân của việc lây truyền vi khuẩn gây bệnh lên người (Hald, 2013).
Kể từ đầu những năm 1990, các chương trình giám sát và kiểm sốt

Salmonella trong chuỗi thức ăn từ trang trại đến bàn ăn đã được thực hiện ngày
càng nhiều tại các nước trên toàn thế giới. Nhận thức của một thị trường lương
thực toàn cầu đã dẫn đến các đề xuất của cộng đồng quốc tế đối với sự kiểm sốt
tồn cầu về Salmonella. Tuy nhiên, tỷ lệ mắc Salmonella trên người tại các quốc
gia vẫn còn cao. Các nỗ lực để giảm tỉ lệ nhiễm bệnh do Salmonella trên người
đã gặp khó khăn bởi sự xuất hiện rộng rãi nhiều nguồn thực phẩm chứa
Salmonella và do khả năng thích nghi, tồn tại với sự thay đổi điều kiện môi
trường của vi khuẩn này ngày càng cao (Hald, 2013). Salmonella có thể sống sót
trong điều kiện mơi trường khác nhau bên ngồi vật chủ ương ứng. Hầu hết các
typ huyết thanh Salmonella phát triển ở một phạm vi nhiệt độ 5-47°C với nhiệt
độ tối ưu của 35-37°C, nhưng một số có thể phát triển ở nhiệt độ thấp như 2-4°C
và cao tới 54°C. Với khả năng phát triển dưới nhiều điều kiện sinh trưởng khác
nhau và di truyền học đặc trưng của chi, Salmonella là tác nhân gây bệnh truyền
qua thực phẩm lý tưởng cho việc phát triển nghiên cứu tìm hiểu về cơ chế liên
quan đến hiệu quả của các hợp chất kháng khuẩn (Oliveira et al., 2016).
Sự lây nhiễm Salmonella tiếp tục là mối quan tâm của cộng đồng. Các báo
cáo về các vụ ngộ độc và kết quả nghiên cứu cho thấy liều truyền nhiễm của
Salmonella cần thiết để gây bệnh là 1000-100 000 CFU. Tuy nhiên liều gây bệnh
của Salmonella phụ thuộc vào typ huyết thanh và trạng thái thể chất của vật chủ
bị lây nhiễm nguồn bệnh (Phillip, 2014).
Hầu hết các ca nhiễm Salmonella không thương hàn thường gây viêm dạ
dày ruột, biểu hiện từ nhẹ đến đau bụng dữ dội có hoặc khơng có sốt (39oC),
buồn nơn, và tiêu chảy. Các triệu chứng xuất hiện thường xảy ra trong vòng 6-12
h sau khi tiêu thụ thức ăn ô nhiễm hoặc uống nước mang mầm bệnh. Các triệu
chứng này thường giảm xuống trong vịng 3-4 ngày, nhưng có thể kéo dài tới 1
tuần. Sau khi các triệu chứng giảm xuống, những người bị nhiễm bệnh có thể
tiếp tục bài xuất vi khuẩn cho đến 3 tháng sau khi bị ốm, do đó nguy cơ lây
nhiễm mầm bệnh lên người lành là rất cao. Giống như hầu hết các bệnh nhiễm

4

trùng khác, các bệnh nhân nhỏ tuổi, người già, và người bệnh suy giảm miễn dịch
có nguy cơ gặp các biến chứng nguy hiểm (Phillip, 2014).
Salmonella có tập hợp các gen nằm trong nhiễm sắc thể có liên quan đến
khả năng gây bệnh và được gọi là vùng gây bệnh Salmonella, có thể khác nhau
về kích thước, số lượng, và thành phần. Một số những gen cần thiết cho cuộc
xâm lược vào các tế bào biểu mô ruột, khởi phát tấn cơng đường ruột và phản
ứng viêm được mã hóa trong vùng gây bệnh SPI-1, trong khi đó SPI-2 là chìa
khóa cho sự hình thành nhiễm trùng hệ thống vượt ra ngồi biểu mơ đường ruột
cũng như mã hóa gen cần thiết để nhân rộng trong tế bào. Độ bám dính của vi
khuẩn Salmonella với bề mặt biểu mơ ruột là một bước quan trọng đầu tiên trong
sinh bệnh học. Khi Salmonella được gắn vào các tế bào biểu mô ruột, các protein
lơng hoạt động tạo điều kiện bám dính, xâm lược, và chống lại sự tấn công của
đại thực bào. Những protein lơng có liên quan với SPI-1 và SPI-2, tạo ra các
kênh protein thụ thể trong tế bào biểu mô chủ tạo điều kiện cho các protein mang
chức năng di chuyển xâm lấn vào các tế bào. Trong lịch sử, các nhà nghiên cứu
đã sử dụng các tế bào động vật ni có vú như các mơ hình trong phịng thí
nghiệm để nghiên cứu sự tương tác của Salmonella theo một loạt các điều kiện
khác nhau. Cuộc xâm lược trong các tế bào biểu mô nuôi cấy thường được sử
dụng để xác định khả năng gây bệnh của vi khuẩn Salmonella và so sánh các
chủng khác nhau. Một loạt các nghiên cứu cổ điển sử dụng nuôi cấy mô cho thấy
Salmonella xâm nhập vào các tế bào động vật ni có vú có thể bị ảnh hưởng bởi
nhiều tác nhân kích thích từ mơi trường như độ thẩm thấu carbohydrate sẵn có,
và oxy sẵn có. Trong nghiên cứu của Durant và cộng sự vào năm 1999 đã báo
cáo rằng sự xâm nhiễm của vi khuẩn Salmonella có thể bị ngăn cản bởi nồng độ
cao của các axit béo chuỗi ngắn ở khu vực thấp hơn của đường tiêu hóa, ngồi
việc thay đổi pH, căng thẳng oxy, và thẩm thấu (Oliveira et al., 2016).
Mặc dù có sự cải thiện vệ sinh môi trường và chất lượng thực phẩm,
Salmonella không gây thương hàn tiếp tục là nguyên nhân của các vụ dịch lây

truyền qua thực phẩm tại các nước kém phát triển. Người ta ước tính có tới
93.800.000 trường hợp viêm dạ dày ruột do vi khuẩn Salmonella spp. xảy ra trên
toàn thế giới dẫn đến 155.000 ca tử vong mỗi năm. Theo Chương trình giám sát
Salmonella được thiết lập và hỗ trợ bởi Tổ chức Y tế thế giới, dữ liệu từ năm
2001 đến 2005, thì S.Enteritidis là typ huyết thanh phổ biến nhất trên toàn thế
giới (65% các chủng), tiếp theo là S. typhimurium (12%) và S. Newport (4%). Tại

5


châu Phi, S. Enteritidis and S. Typhimurium đại diện 26% và 25% các chủng. Ở
châu Á, châu Âu và Mỹ Latin/Caribbean, S. Entiritidis là typ huyết thanh được
phân lập nhiều nhất trong số các typ huyết thanh Salmonella với tỉ lệ lên tới 38%,
87% và 31%. Tại Bắc Mỹ S. Typhimurium được tìm thấy thường xuyên nhất với
29%, tiếp theo là S. Enteritidis với 21% (Sanchez et al., 2011).
Các nghiên cứu về vụ dịch xảy ra đã chỉ ra rằng Samonella non-typhi
(NTS) truyền sang người có thể xảy ra bởi sự tiêu thụ sản phẩm động vật, các sản
phẩm thực phẩm có chứa mầm bệnh, sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm, hoặc do
tiếp xúc với động vật hoặc sản phẩm thực phẩm nhiễm bẩn. Các trang trại nuôi
động vật được xem là nguồn chứa mầm bệnh NST. Con người dễ dàng lây nhiễm
nguồn bệnh do do tiếp xúc với phân động vật. Hơn nữa, chính hoạt động sản xuất
và phân phối thực phẩm đã làm phát tán hàng loạt các mầm bệnh và nhanh chóng
lây lan trong cộng đồng. Thêm vào đó sức đề kháng kháng sinh của NTS làm cho
hoạt động kiểm sốt và phịng chống bệnh truyền nhiễm càng gặp nhiều khó
khăn hơn. Bên cạnh đó, các hệ sinh thái phức tạp liên kết NTS với động vật, NTS
tự nhiên được tìm thấy ở gà, vịt, cừu, dê, lợn, bò sát, động vật lưỡng cư, chim,
động vật gặm nhấm vật ni, chó, mèo, và trong hàng loạt động vật hoang dã là
thách thức đối với cơ quan y tế cơng cộng trong cơng cuộc kiểm sốt lây nhiễm
(Sanchez et al., 2011).
2.1.3. Gia cầm – vật chủ chứa Salmonella

Salmonella lây truyền phổ biến nhất là thông qua thực phẩm hoặc nước bị
ô nhiễm, và thường liên quan đến việc tiêu thụ trứng hoặc sản phẩm gia cầm.
Theo Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), từ 30 đến 35 % gia cầm chế biến bị nhiễm vi
khuẩn Salmonella. Một trong mười ngàn trứng sản xuất ở Đông Bắc Hoa Kỳ
cũng được cho là bị nhiễm vi khuẩn Salmonella. Ngoài thịt gia cầm, thịt bị, sản
phẩm tươi sống, nước, thì các loại thực phẩm tươi như bơ đậu phộng, hạnh nhân,
và các loại thực phẩm ăn nhẹ, đều có liên quan đến các vụ dịch Salmonella
(USDA, 2016). Do vệ sinh không đúng cách, nhiễm chéo, và thịt, trứng chưa
được nấu nhiệt độ đủ cao để tiêu diệt vi khuẩn Salmonella được cho là các yếu tố
góp phần vào sự bùng phát khuẩn Salmonella.
Các nguồn chứa Salmonella tương đối đa dạng, nhưng một trong những
nguồn chính là gia cầm và sản phẩm gia cầm. Trong suốt thập niên vừa qua,
khoảng 80% các vụ dịch Salmonella liên quan tới một số typ huyết thanh

6


Salmonella cụ thể. Trong những vụ dịch, S.Enteritidis gây ra 35,7% với 65%
trong số này liên quan đến trứng gia cầm và 13% liên quan đến thịt gia cầm.
Salmonella Typhimurium là nguyên nhân của 14,4% vụ dịch, trong đó 26% xuất
phát từ thịt gà và 7% vụ dịch bắt nguồn từ trứng (Turki et al., 2017).
Thịt gia cầm là thực phẩm phổ biến trên toàn cầu do nhu cầu tiêu thụ của
con người đã thúc đẩy sự tăng trưởng đáng kể trong việc sản xuất và tiêu thụ gia
cầm và các sản phẩm gia cầm. Trứng, các sản phẩm từ thịt gà và thịt gia cầm
khác gia cầm khác là một trong các loại thực phẩm được tiêu thụ cao nhất trên toàn
thế giới (Turki et al., 2017). Hàng năm, mức tiêu thụ thịt gà tính trên đầu người tại
Mỹ là trên 36,8 kg, vượt qua mức tiêu thụ thịt bò trong năm 2010. Ở các nước Liên
minh châu Âu, 1,2 triệu tấn thịt gia cầm đã được sản xuất trong năm 2011, sau đó
sản lượng thịt gia cầm theo xu hướng tăng lên hàng năm. Số lượng thịt gà tiêu thụ
tính theo bình qn đầu người là 23 kg trong năm 2011 (Turki et al., 2017). Tại

Việt Nam, gia cầm cũng là nguồn thực phẩm phổ biến trong cuộc sống hằng ngày
của người dân. Theo công bố của tổ chức thống kê Việt Nam, tính đến tháng 10
năm 2015, tổng sản lượng gia cầm trên cả nước là 341,9 triệu con, trong đó sản
lượng gia cầm giết mổ và bán ra thị trường là 908,1 nghìn tấn với mức tiêu thụ tính
theo đầu người là 38,1 kg. Do đó cần thiết đưa ra các yêu cầu tiêu chuẩn về an toàn
thực phẩm để tránh sự lây lan của tác nhân Salmonella tại bất kỳ khâu nào của quá
trình chăn ni và chế biến (Turki et al., 2017).
2.2. TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM SALMONELLA TRÊN GIA CẦM
2.2.1. Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm trên thế giới
Salmonella là nguyên nhân hàng đầu của bệnh từ thực phẩm do vi khuẩn
tại các nước phát triển, và gia cầm được xác định là một trong những vật chủ
hàng đầu gây ra các vụ ngộ độc do Salmonella trên người. Kể từ đầu những năm
1990, các chương trình giám sát và kiểm sốt Salmonella trong chuỗi thức ăn từ
trang trại đến bàn ăn đã được thực hiện ngày càng nhiều tại các nước trên toàn
thế giới. Nhận thức của một thị trường lương thực toàn cầu đã dẫn đến các đề
xuất của cộng đồng quốc tế đối với sự kiểm sốt tồn cầu về Salmonella. Tuy
nhiên, tỷ lệ mắc Salmonella trên người tại các quốc gia vẫn còn cao. Các nỗ lực
để giảm tỉ lệ nhiễm bệnh do Salmonella trên người đã gặp khó khăn bởi sự xuất
hiện rộng rãi nhiều nguồn thực phẩm chứa Salmonella và do khả năng thích nghi,
tồn tại với sự thay đổi điều kiện môi trường của vi khuẩn này ngày càng cao

7


(Hald et al., 2013). Salmonella có thể sống sót trong điều kiện mơi trường khác
nhau bên ngồi vật chủ ương ứng. Hầu hết các typ huyết thanh Salmonella phát
triển ở một phạm vi nhiệt độ 5-47°C với nhiệt độ tối ưu của 35-37°C, nhưng một
số có thể phát triển ở nhiệt độ thấp như 2-4°C và cao tới 54°C. Với khả năng phát
triển dưới nhiều điều kiện sinh trưởng khác nhau và di truyền học đặc trưng của
chi, Salmonella là tác nhân gây bệnh truyền qua thực phẩm lý tưởng cho việc

phát triển nghiên cứu tìm hiểu về cơ chế liên quan đến hiệu quả của các hợp chất
kháng khuẩn (Oliveira et al., 2016).
Một chương trình khảo sát Salmonella kéo dài theo từng năm đã được
thiết lập tại các nước phát triển như Mỹ và cộng đồng châu Âu nhằm đưa ra
các cách thức ngăn chặn tỉ lệ nhiễm bệnh trên gia cầm và ngăn chặn khả năng
lây lan sang người. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp Mỹ, năm 2014, 325
mẫu thịt gà nguyên con nhiễm Salmonella trong tổng số 8816 mẫu đã phân
tích chiếm 3.7% (USDA, 2016). Báo cáo của hội đồng châu Âu năm 2010
cho thấy sự lưu hành của Salmonella tại các nước thuộc cộng đồng châu âu
dao động từ 0-26%. Tuy nhiên tỉ lệ Salmonella trên thịt gia cầm tại Hungary
là rất cao so với các nước còn lại, lên tới 85,6%. Tại Úc, tỉ lệ Salmonella
nhiễm trong gà là 10,4% (Manning et al., 2015).
Tại một số nước láng giềng của Việt Nam, sự lưu hành của Salmonella
trong gia cầm chiếm một tỉ lệ rất cao. Tại Thái Lan là 57%, Campuchia là
88.2%, Malaysia là 35,5% (Ta et al., 2012) và tại Trung Quốc là 41.6% (Zhua
et al., 2014).
2.2.2. Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm tại Việt Nam
Sự lưu hành của Salmonella trên thịt gia cầm tại Việt Nam có sự thay đổi
về tỉ lệ giữa các nghiên cứu trên một vùng miền hoặc giữa các vùng miền khác
nhau thuộc các tác giả khác nhau vào từng thời điểm khác nhau, tuy nhiên
Salmonella vẫn hiện diện với tỉ lệ cao trên các mẫu thịt gia cầm thu thập, dao
động từ 21% đến hơn 50%. Nghiên cứu của Luu và cộng sự vào năm 2006 cho
thấy tỉ lệ Salmonella trên thịt gia cầm thu thập tại các chợ Việt Nam là 48.9%
(n=262) (15). Nghiên cứu của Ta và cộng sự vào năm 2011, cho thấy tỉ lệ nhiễm
Salmonella tại Hà Nội là 51.1% (n=264) (15). Tiếp đó, báo cáo của Thái và cộng
sự vào năm 2012 cho thấy, 42,9% (n=115) mẫu thịt gà thu thập tại Hà Tây và
Bắc Ninh nhiễm Salmonella (Thai T. H. et al., 2012).

8

Trong khi đó nghiên cứu thực hiện tại Thành phố Hồ Chí Minh và khu
vực đồng bằng sơng Mê Cơng cũng cho tỉ lệ nhiễm Salmonella trên gia cầm là
cao. Van và cộng sự báo cáo tỉ lệ thịt gia cầm nhiễm Salmonella tại Thành phố
Hồ Chí Minh là 53.3% (n=30) (Ta et al., 2012) . Gần đây nhất nghiên cứu về
Salmonella của Nguyễn và cộng sự cho thấy 65,3% mẫu thịt gà dương tính với
Salmonella (Nguyen et al., 2016). Trong khi đó nghiên cứu của Phan và cộng sự
tại vùng đồng bằng sông Mê Công cho thấy tỉ lệ nhiễm Salmonella thấp hơn với
chỉ 21% (Ta et al., 2012).
2.3. KHÁNG SINH VÀ KHÁNG KHÁNG SINH
2.3.1. Lịch sử phát triển của kháng sinh
Kháng sinh được phát hiện vào năm 1928 khi Fleming ghi nhận một
khuẩn lạc khác thường của nấm mốc trong một số đĩa petri có chứa vi khuẩn
Staphylococcus. Các khuẩn lạc mốc đã khuếch tán vi khuẩn xung quanh nó,
khơng có khuẩn lạc Staphylococcus xung quanh khuẩn lạc mốc. Fleming đã viết
bài báo đầu tiên của ông về penicillin trong năm 1929, đề cập đến việc sử dụng các
chất bổ sung vào trong môi trường nuôi cấy vi khuẩn để chọn lọc và phân lập vi
khuẩn Haemophilus influenzae, được cho là nguyên gây ra bệnh cúm. Theo thời
gian, Fleming đã chứng minh rằng Penicillin có khả năng ức chế sự tăng trưởng
của vi khuẩn, và thậm chí diệt khuẩn. Tuy nhiên trong giai đoạn này penicillin đã
không được sử dụng rộng rãi. Tiếp đó, sulfonamidochrysoidine (KI-730,
Prontosil), được tổng hợp bởi các nhà hóa học Josef Klarer và Fritz Mietzsch và đã
được thử nghiệm bởi nhà vi khuẩn học người Đức Gerhard Domagk về hoạt tính
kháng khuẩn trên các loại bệnh khác nhau. Trong các khoảng thời gian tiếp theo,
rất nhiều họ kháng sinh và thế hệ kháng sinh mới ra đời, nhằm đáp ứng nhu cầu
điều trị bệnh trên người và động vật (Oliveira et al., 2016).
2.3.2. Kháng sinh β-lactam
Được gọi là kháng sinh β-lactam vì phân tử của chúng có một vịng βlactam. Cơ chế tác động chung là ức chế tổng hợp vách của tế bào vi khuẩn.
Các β-lactam thấm dễ dàng qua lớp murein để tiếp xúc với màng sinh chất
nên thuốc có hiệu lực với vi khuẩn Gram dương. Chúng không thấm qua màng

bọc phospholipid của vi khuẩn Gram âm, chúng chỉ vào được nhờ các kênh ưa
nước porin. Các chất ưa nước như Ampicillin, Amoxicillin, Cephalosporin thấm
qua vỏ Gram âm tốt hơn Penicillin. - Gắn vào các thụ thể PBPs (Penicillin –

9


binding proteins) của tế bào. Có khoảng 3 – 6 thụ thể PBP, trong đó một số thụ
thể là những emzyme transpeptidase. Sau khi kháng sinh gắn vào một hay nhiều
thụ thể thuốc sẽ phong bế transpeptidase, làm ngăn chặn việc tổng hợp
peptidoglycan, một thành phần quan trọng của vách tế bào. Giai đoạn tiếp theo
có liên quan đến việc hoạt hóa các emzyme tự tiêu (autolytic emzymes) 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 protoplast hay sphaeroplast chỉ được bao bọc bởi một
màng tế bào nên rất dễ vỡ. Một số thuốc khác như Bacitracin, Vancomycin,
Novobiocin ức chế giai đoạn đầu của việc tổng hợp peptidoglycan, Bacitracin
ngăn cản việc dephosphoryl hóa phospholipid cần thiết cho việc tổng hợp chuỗi
peptidoglycan. Vancomycin ngăn cản sự di chuyển đường pentapeptide thành
chuỗi đa phân tử bên ngoài màng tế bào. Do việc tổng hợp ở giai đoạn đầu này
xảy ra ở bên trong màng tế bào chất nên thuốc phải ngấm vào bên trong màng
mới có tác dụng (Lee et al., 2015).
2.3.3. Cephalosporin và kháng sinh phổ rộng
Lớp kháng sinh cephalosporin – thuộc nhóm kháng sinh β-lactam – được
phát hiện đầu tiên vào năm 1945, tuy nhiên phải mất gần 2 thập kỷ để đưa các
kháng sinh này vào điều trị. Một thập kỷ sau phát hiện ban đầu, các chất
cephalosporin được phân lập và xác định là sản phẩm lên men của nấm mốc.
Các nhà khoa học tại Oxford, bao gồm Florey và Abraham, với các thiết
bị đầy đủ đã nghiên cứu ra đặc điểm cấu trúc của các cephalosporin, như họ đã
làm đối với penicillin một thập kỷ trước đó. Ba chất cephalosporin P, N, và C đã
được xác định. Mỗi sản phẩm đều hoạt động kháng khuẩn nhưng chỉ

cephalosporin C kháng cả vi khuẩn gram âm và gram dương. Cephalosporin C đã
trở thành nền tảng để phát triển các dòng cephalosporin tiếp theo. Dược phẩm
Cephalosporin đầu tiên là cephalothin, đã được giới thiệu để sử dụng lâm sàng
vào năm 1964. Và đến nay đã có hơn 20 thuốc kháng sinh cephalosporin được sử
dụng trong điều trị. Cephalosporin là một trong những lớp kháng sinh được các
nhà điều trị kê toa rộng rãi nhất vì độc tính thấp và khả năng hoạt động phổ rộng
của chính kháng sinh này.
Về cấu trúc hóa học, hầu hết các cephalosporin có sẵn là các dẫn xuất bán
tổng hợp của cephalosporin C. Cấu trúc cơ bản của hạt nhân cephem bao gồm một
vòng β-lactam hàn lại thành một, sáu thành viên có chứa lưu huỳnh vịng

10


dihydrothiazine. Hạt nhân cephem hóa học riêng biệt từ lõi penicillin, trong đó có
một chiếc vịng thiazolidine năm thành viên. Sửa đổi hóa học của cấu trúc cephem
cơ bản bằng cách thay thế các thành phần tại các vị trí C1, C3, và C7 dẫn đến các
hợp chất cephalosporin khác nhau trong sử dụng ngày nay (Threlfall, 2002).
Về phân loại, cephalosporin gồm 5 thế hệ, dựa vào phổ hoạt động của
kháng sinh. Thế hệ đầu cephalosporin hoạt động tập trung chủ yếu vào các vi
khuẩn gram dương. Các thế hệ thứ hai thuốc đã tăng cường hoạt động chống trực
khuẩn gram âm nhưng duy trì mức độ khác nhau của hoạt động đối với cầu
khuẩn Gram dương. Các cephalosporin thế hệ thứ ba đã tăng lên rõ rệt tiềm năng
chống lại vi khuẩn gram âm. Tuy nhiên, đối với một số hợp chất trong nhóm 3,
hoạt động chống lại cầu khuẩn gram dương lại giảm. Trong số nhóm thế hệ thứ
ba, một vài hợp chất, chẳng hạn như ceftazidime và ceftolozane, được xem xét
riêng biệt cho hoạt động chống lại P. aeruginosa. Thế hệ thứ tư có phổ hoạt động
rộng nhất trong năm nhóm. Những loại thuốc, chẳng hạn như cefepime và
cefpirome, chống lại hầu hết các trực khuẩn gram âm, và duy trì hiệu lực chống
lại cầu khuẩn gram dương. Các loại thuốc thứ ba và thứ tư kết hợp cũng được gọi

là mở rộng phổ cephalosporin. Nhóm thứ năm được gọi là cephalosporin kháng
tụ cầu kháng methicillin bao gồm ceftaroline và ceftobiprole.
2.3.4. Kháng kháng sinh
Dưới tác dụng của kháng sinh, một số chủng vi khuẩn đã dần thích nghi
và kháng lại các kháng sinh. Sự xuất hiện của các mầm bệnh kháng nhiều loại
thuốc khác nhau đã làm gia tăng lo ngại về những hậu quả và tác động của chúng
sức khỏe con người và quá trình điều trị bệnh trên người (Oliveira et al., 2016).
Sự kháng thuốc được định nghĩa là sức đề kháng của vi khuẩn đối với một
tác nhân kháng khuẩn mà mà trước đây chúng chỉ biểu hiện sự nhạy cảm. Đầu
tiên hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn là quá trình tiến hóa tự nhiên, sau
đó hiện tượng kháng thuốc ngày càng gia tăng trong các loài vi sinh vật gây bệnh
bởi bởi sử dụng sai thuốc kháng sinh và sự lây lan toàn cầu của vi khuẩn kháng
thuốc, chủ yếu ảnh hưởng đến bệnh nhân có hệ miễn dịch kém hoặc sức khỏe
yếu. Sự kháng thuốc đã tiêu tốn nhiều chi phí hơn trong q trình chữa trị và
trong hoạt động nghiên cứu về ngăn ngừa tình trạng kháng kháng sinh. Một loạt
các loại thuốc kháng sinh đã bị kháng bởi các vi sinh vật gây bệnh trong những
thập kỷ gần đây, và nhân tố kháng thuốc có thể được tạo ra và lan truyền từ vi

11


sinh vật này sang vi sinh vật khác, từ loài vi khuẩn này sang loài vi khuẩn khác
theo nhiều cách khác nhau (Oliveira et al., 2016).
Thông qua hoạt động chuyển gen, ví dụ, integrons, nhân tố DNA di động
có thể bắt giữ và mang các gen, được vận chuyển bởi các gen nhảy (transposon),
cho phép các vi sinh vật gây bệnh trao đổi cơ chế kháng kháng sinh. Một trường
hợp đề kháng tự nhiên được thấy thường xuyên bởi các tỷ lệ đột biến tự nhiên
trong gen nằm trên nhiễm sắc thể mà sau đó được nhân tố đột biến được lan
truyền bởi sự nhân lên của vi khuẩn. Một trong những cơ chế kháng là sự tích
hợp của DNA trên hệ gen từ vi khuẩn chết và plasmid của các tế bào sống, mà

cũng có thể xảy ra với integrons đến từ phẩy khuẩn. Đột biến xảy ra tất cả các
thời gian, và một đơn giản, thay đổi nucleotide duy nhất có thể làm thay đổi gen
và, bằng cách chuyển gen kháng lên vi sinh vật. Các plasmid từ một loại vi
khuẩn, với bất kỳ loại integron, có thể dễ dàng chuyển sang vi khuẩn khác thông
qua chuyển gen ngang bởi sự tiếp hợp (Oliveira et al., 2016).
Vật liệu di truyền được trao đổi giữa các vi sinh vật qua ba tuyến đường
chính: (i) tái tổ hợp DNA, ví dụ: từ Streptococcus mitisto sang Streptococcus
pneumoniae, (ii) truyền nhân tố kháng kháng sinh, ví dụ kháng methycillin trong
Staphylococcus aureus đã được phân lập trong các mẫu phân ở các trang trại và
cơ sở giết mổ; và (iii) sự tiếp hợp, ví dụ là các plamid chịu trách nhiệm cho sự
phổ biến tồn cầu của các gen mã hóa enzyme carbapenemase hoặc β-lactamase,
đặc biệt phổ biến trong các vi khuẩn gram âm và tụ cầu (Urumova, 2015)
Sự hình thành tính kháng kháng sinh của vi khuẩn đã được ghi nhận sớm
nhất vào giai đoạn đầu của kỷ nguyên kháng sinh. Trong vòng 20 năm qua, sự
phát triển của các chủng gây bệnh nguy hiểm và khả năng kháng kháng sinh của
chúng đã liên tiếp phát triển. Nguyên nhân chính là sự thiếu hiểu biết của người
sử dụng về kháng sinh, dẫn đến lạm dụng kháng sinh trong điều trị. Sự lạm dụng
kháng sinh đã gây ra áp lực chọn lọc tự nhiên cho vi khuẩn và thúc đẩy q trình
tiến hóa nhanh của vi khuẩn. Hơn nữa, các hợp chất trong hệ sinh thái và điều
kiện mơi trường sống cũng góp phần cung cấp áp lực chọn lọc bổ sung lên vi
sinh vật. Bên cạnh đó, nguyên nhân khác thúc đẩy hiện tượng kháng kháng sinh
ở vi khuẩn là việc sử dụng kháng sinh trong chăn ni với mục đích trị bệnh và
thúc tăng trọng. Hiện nay, kháng kháng sinh đã là vấn đề toàn cầu, và các nước
phát triện hiện đã xây dựng các chương trình để hạn chế tình trạng này. Ví dụ, ở
các nước Bắc Âu, đã nghiên cứu việc sử dụng hợp lý thuốc kháng sinh, cùng với

12


loại bỏ các chất kích thích tăng trưởng cho từ động vật nuôi. Từ năm 2006, các

nước Liên minh châu Âu khác đã và đang áp dụng các biện pháp tương tự để hạn
chế sử dụng kháng sinh trong nông nghiệp (Oliveira et al., 2016).
2.3.5. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn
Có rất nhiều cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn, trong số đó 5 cơ chế
thường thấy nhất là: 1) enzyme ức chế hoạt động của kháng sinh, 2) biến đổi
trong protein liên kết penicillin (PBP), 3) đột biến Porin, bơm đẩy kháng sinh ra
4) khỏi tế bào, và 5) thay đổi mục tiêu của kháng sinh (thay đổi thành tế bào)
(Calo et al., 2015).
Để ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn, kháng sinh có xu hướng tác động
lên mục tiêu cụ thể như ức chế tổng hợp protein cụ thể, DNA và RNA tổng hợp,
can thiệp vào sự tổng hợp thành tế bào, phá vỡ các cấu trúc màng thấm, và ức
chế sự tổng hợp chất chuyển hóa thiết yếu. Do cấu trúc sinh học khác nhau của
kháng sinh, các mục tiêu tấn công của kháng sinh có thể khác nhau tùy thuộc vào
từng đối tượng vi khuẩn đang tiếp xúc với chính kháng sinh. Ví dụ, thuốc kháng
sinh như penicillin và cephalosporin ức chế vi khuẩn tổng hợp vách tế bào bằng
cách can thiệp với các enzyme liên quan đến tổng hợp lớp peptidoglycan; trong
khi tetracycline và streptogramin làm việc bằng cách phá vỡ sự tổng hợp protein.
Một chủng vi khuẩn được xem là kháng với một kháng sinh đặc biệt khi các
kháng sinh khơng cịn hiệu quả để điều trị một căn bệnh gây ra bởi một tác nhân
gây bệnh của vi khuẩn đặc biệt (Calo et al., 2015).
Enzyme ức chế hoạt động của kháng sinh
Cơ chế kháng phổ biến nhất của vi khuẩn là enzyme ức chế. Vi khuẩn sản
xuất enzyme có thể thay đổi hoặc làm giảm tác dụng của kháng sinh, bằng cách
này chúng có thể phá hủy hoạt tính của kháng sinh.
Cơ chế này được dựa trên một số chiến lược để thay đổi cấu trúc của các
hợp chất kháng khuẩn: thủy phân, một loại phản ứng xảy ra chủ yếu với các
kháng sinh β-lactam; thay đổi các nhóm chức năng (acyl, phosphoryl, thiol,
nucleotidil, ADP-ribosyl, glycosyl), xảy ra với rất nhiều kháng khuẩn, chẳng hạn
như aminoglycoside, chloramphenicol, rifamycin, và lincosamide; và oxi hóa
khử, xảy ra với tetracycline, rifamycin, và streptogramin. Hơn nữa enzyme có

thể sửa đổi các hợp chất kháng khuẩn, β-lactamase là một vấn đề lớn trong việc
điều trị các vi khuẩn Gram âm. Chúng bao gồm enzyme penicillinases, chống lại
các kháng sinh penicillin, hoặc enzyme AmpC cephalosporinases (ví dụ, MOXs,

13


MIR, FOX). Có nhiều enzyme β-lactamase phổ rộng (ví dụ, SHV-1, TEM-1,
TEM-2, CTX), có khả năng thủy phân các penicillin và các cephalosporin và
kháng lại các chất ức chế lactamase (ví dụ, axit clavulanic, sulbactam và
tazobactam). Nhóm enzyme kháng lại penicillin và cephalosporin, bao gồm
cefotaxime và ceftazidime; Hơn nữa, nhiều vi khuẩn sản sinh enzyme TEM và
SHV còn đồng kháng với tetracycline, sulfonamides, và aminoglycosid. Phần lớn
các vi khuẩn sinh enzyme CTX-M kháng với fluoroquinolones. Cuối cùng,
enzyme carbapenemases (ví dụ, IMP, VIM, KPCs, OXAs), là các enzyme có khả
năng bất hoạt tất cả các kháng sinh β-lactam trừ aztreonam (Calo et al., 2015).
Biến đổi các protein liên kết penicillin (PBPs)
PBPs là protein quan trọng có liên quan trong việc xây dựng các
peptidoglycan, là thành phần chính của thành tế bào vi khuẩn. Các enzyme này
xúc tác các sợi glycan và và liên kết ngang giữa các chuỗi glycan. Các vị trí hoạt
động của sợi glycan là mục tiêu của kháng sinh β-lactam. Các hợp chất này bắt
chước sợi peptit đôi D-Ala-D-Ala trong peptidoglycan và tạo thành một phức
acyl-enzyme rất ổn định, dẫn đến enzyme bị bất hoạt. Khi các PBPs thay đổi vị
trí hoạt động, thì các kháng sinh β-lactam sẽ để mất hoặc làm giảm ái lực của
chúng với các protein mục tiêu, dẫn đến sự kháng thuốc.
Biến đổi Porin
Vi khuẩn Gram âm có một lớp màng bên ngồi vách tế bào, màng ngồi,
trong đó bao gồm một lớp lipid kép. Các thành phần chính của lớp đơi này là
lipopolysaccharide, là hợp chất kị nước, nên các hợp chất ưa nước rất khó khăn
để đi qua. Do đó, porins hoặc porins màng ngoài (OMP), là các protein hỗ trợ

trong việc thơng qua các chất hịa tan thấm qua màng lipid kép. Nhiều yếu tố ảnh
hưởng đến khả năng của thuốc để vượt qua porins, chẳng hạn như hình dạng,
kích thước. Có một số porins điển hình, chẳng hạn như OmpF, OmpC, và
OmpE. Mỗi loài vi khuẩn sản xuất các porins cụ thể, và sự mất mát hoặc giảm
hoạt động của một hoặc nhiều OMP là một yếu tố góp phần phổ biến trong việc
xây dựng sức đề kháng (ví dụ, mất OprD) của P. aeruginosa đối với imipenem và
meropenem. Ở các lồi khác, mất OmpF có thể dẫn đến các sinh vật kháng với
nhiều loại kháng sinh (đa kháng). Trong một số chủng, sự giảm hoặc mất ái lực
của thuốc với các protein (porin), dẫn đến mất khả năng để vượt qua các màng
ngồi và khơng thể xâm nhập vào tế bào. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng
áp lực chọn lọc tác dụng bởi việc sử dụng kéo dài của thuốc kháng sinh là một

14


yếu tố quan trọng trong sự xuất hiện của vi khuẩn đa kháng, và việc sửa đổi các
porins là một yếu tố quan trọng sự hình thành đa kháng thuốc (Calo et al., 2015).
Protein bơm
Một cơ chế hiệu quả cao của kháng kháng sinh là sự sản sinh hệ thống
protein bơm kháng sinh ra khỏi tế bào vi khuẩn. Tất cả các thành viên của họ
protein này bao gồm 3 dạng khơng thay đổi sau: Dạng A, đóng vai trị như cửa
của tế bào chất, kiểm soát sự di chuyển của các chất nền đến và đi từ các tế bào
chất; dạng B, đó là tham gia vào các khớp nối năng lượng; và dạng C, định
hướng vị trí và đề xuất hướng vận chuyển. Các protein đặc trưng nhất trong họ
này là protein vận chuyển tetracycline (TetB), đã được tìm thấy trong E. coli
(Calo et al., 2015).
Sửa đổi phân tử mục tiêu của các kháng sinh
Hầu hết các kháng sinh ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein đều
nhằm vào các ribosome mục tiêu, và sự khác biệt giữa cấu trúc của ribosome này
cho các hành động chọn lọc của thuốc kháng sinh trong vi khuẩn, vi khuẩn cổ, và

các tế bào nhân chuẩn. Ngay cả giữa các loài, sự thay đổi nhỏ trong cấu trúc
ribosome có thể dẫn đến mang phong cách riêng, tương tác đặc hiệu mang tính
chất của lồi lên kháng sinh. Do đó các kháng sinh nhắm vào ribosome là chất
diệt khuẩn rất mạnh. Tuy nhiên, qua nhiều thập kỷ sử dụng, các tác nhân gây
bệnh đã trở nên đề kháng với thuốc kháng sinh ức chế sự tổng hợp protein. Một
cơ chế đáng chú ý của kháng là việc sửa đổi các mục tiêu của kháng sinh. Ví dụ,
những thay đổi nhỏ trong một chuỗi axit amin, dẫn đến thay đổi cấu trúc protein
đủ để cản trở kháng sinh. Các báo cáo đầu tiên của sự thay đổi cấu trúc ribosome
trong đột biến erythromycin kháng E. coli mô tả sự thay đổi protein ribosome,
đáng chú ý là các protein L4 và L22 (Calo et al., 2015).
2.3.6. Kháng Cephalosporine
Escherichia coli, Salmonella spp. và Acinetobacter spp. là tác nhân gây
bệnh quan trọng ở người. Các trường hợp nhiễm khuẩn nặng do các vi sinh vật
nói trên thường được điều trị bằng cephalosporin phổ rộng (ESCs).Tuy nhiên,
trong hai thập kỷ qua, hoạt động điều trị đã phải đối mặt với sự gia tăng nhanh
chóng các bệnh nhiễm trùng gây ra bởi sự kháng cephalosporin phổ rộng của các
chủng vi khuẩn gây bệnh do sự hình thành enzyme β-lactamase phổ rộng
(ESBL), plamid trung gian AmpCs và các enzyme carbapenemase. Tình trạng

15